(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、作業車両の走行性或いは作業性の低下を抑えながら、燃費を向上させることができる作業車両及び作業車両の制御方法を提供することにある。【解決手段】作業車両において、第１制御部は、作業機による作業局面を判別し、判別された作業局面に応じてスロットル開度の上限を設定する。第２制御部は、スロットル開度設定部によって設定されたスロットル開度と第１制御部によって設定されたスロットル開度とのうち小さい方のスロットル開度に基づいてエンジンの出力を制御する。【選択図】図１２
2013189962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンのスロットル開度を設定するスロットル開度設定部と、
前記エンジンによって駆動される第１油圧ポンプと、
前記第１油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される走行用油圧モータと、
前記エンジンによって駆動される第２油圧ポンプと、
前記第２油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される作業機と、
前記作業機による作業局面を判別し、判別された前記作業局面に応じて前記スロットル開度の上限を設定する第１制御部と、
前記スロットル開度設定部によって設定されたスロットル開度と前記第１制御部によって設定されたスロットル開度とのうち小さい方のスロットル開度に基づいて前記エンジンの出力を制御する第２制御部と、
を備える作業車両。
【請求項２】
前記第１制御部は、前記作業局面が掘削作業であると判定したときに、前記スロットル開度の上限を低減する、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記作業機は、バケットと、前記バケットを支持するブームとを有し、
前記第１制御部は、前記作業局面が前記掘削作業であると判定しても、上方へ向かって値が増大するように定義される前記ブームの長手方向の角度が、所定角度以上であるときには、前記スロットル開度の上限の低減を行わない、
請求項２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記第１制御部は、前記作業機の使用の有無を判定し、前記作業機の使用時には、前記作業機の不使用時よりも前記スロットル開度の上限を増大させる、
請求項１から３のいずれかに記載の作業車両。
【請求項５】
前記第１制御部は、車速に対する前記スロットル開度の上限を規定するスロットル上限情報に基づいて前記スロットル開度の上限を設定し、
前記スロットル上限情報は、第１のスロットル上限情報と、前記車速に対して前記第１のスロットル上限情報よりも低い前記スロットル開度の上限を規定する第２のスロットル上限情報とを含み、
前記第１制御部は、前記作業局面が所定の第１の作業であると判定したときには前記第１のスロットル上限情報に基づいて前記スロットル開度の上限を設定し、前記作業局面が前記第１の作業よりも負荷の小さい所定の第２の作業であると判定したときには、前記第２のスロットル上限情報に基づいて前記スロットル開度の上限を設定する、
請求項１から４のいずれかに記載の作業車両。
【請求項６】
前記スロットル上限情報は、車速の増大に応じて前記スロットル開度の上限が徐々に増大する特性を含む、
請求項５に記載の作業車両。
【請求項７】
前記第１制御部は、車速が所定の速度より大きいときには、前記スロットル開度の上限を設定しない、
請求項１から６のいずれかに記載の作業車両。
【請求項８】
車速を低減させるためのインチング操作部材をさらに備え、
前記第１制御部は、前記インチング操作部材の使用の有無を判定し、前記インチング操作部材の使用時には、前記インチング操作部材の不使用時よりも前記スロットル開度の上限を増大させる、
請求項１から７のいずれかに記載の作業車両。
【請求項９】
エンジンと、前記エンジンのスロットル開度を設定するスロットル開度設定部と、前記エンジンによって駆動される第１油圧ポンプと、前記第１油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される走行用油圧モータと、前記エンジンによって駆動される第２油圧ポンプと、前記第２油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される作業機とを備える作業車両の制御方法であって、
前記作業機による作業局面を判別するステップと、
判別された前記作業局面に応じて前記スロットル開度の上限を設定するステップと、
前記スロットル開度設定部によって設定されたスロットル開度と前記第１制御部によって設定されたスロットル開度とのうち小さい方のスロットル開度に基づいて前記エンジンの出力を制御するステップと、
を備える作業車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両及び作業車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ホイールローダ等の作業車両には、いわゆるＨＳＴ（HydroStatic Transmission）を搭載しているものがある。特許文献１に示すように、ＨＳＴ式の作業車両は、エンジンによって油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出された作動油によって走行用油圧モータを駆動する。これにより、作業車両が走行する。このようなＨＳＴ式の作業車両では、エンジン回転速度、油圧ポンプの容量、走行用油圧モータの容量などを制御することによって、車速および牽引力を制御することができる。
【０００３】
また、作業車両は、エンジンコントローラを備えており、エンジンコントローラは、予め設定されたエンジン出力トルク線に従ってエンジンの出力を制御する。図１３は、エンジン出力トルク線の一例を示す図である。エンジン出力トルク線は、エンジン回転速度に応じてエンジンが出力できるトルクの上限値を示す。エンジンコントローラは、設定されたスロットル開度に応じた目標回転速度が得られるように、エンジンの燃料噴射装置を制御する。スロットル開度は、オペレータによって操作されるアクセル操作部材の操作量（以下、「アクセル操作量」と呼ぶ）に応じて設定される。図１３において、実線Ｌ１００は、アクセル操作量が１００％であるときのエンジン出力トルク線を示している。このエンジン出力トルク線は、例えばエンジンの定格又は最大のパワー出力に相当する。また、破線Ｌ７５は、高負荷作業局面においてアクセル操作量が７５％であるときのエンジン出力トルク線を示している。エンジンコントローラは、エンジンの出力トルクがエンジン出力トルク線以下となるようにエンジンの出力を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７５０１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の作業車両では、エンジン出力トルク線で示す範囲内で、負荷に応じてエンジン回転速度と出力トルクとを制御することができる。このため、負荷が小さい状態で、アクセル操作量が１００％に設定されたときには、エンジンの出力が、図１３に示すような低負荷且つ高回転速度の領域Ｒ内にある状態で、作業車両が運転されることになる。このような状態での運転は、燃費を悪化させる要因となる。
【０００６】
上記のような低負荷且つ高回転速度の領域でエンジンが使用されることは、スロットル開度の上限を低減する制御を行うことで、回避することができる。しかし、作業車両の走行状態や作業状況に関わらずスロットル開度の上限を低減した場合には、必要なエンジンの出力を十分に得られなくなる恐れがある。この場合、作業車両の走行性或いは作業性を十分に発揮することができない。
【０００７】
本発明の課題は、作業車両の走行性或いは作業性の低下を抑えながら、燃費を向上させることができる作業車両及び作業車両の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に係る作業車両は、エンジンと、スロットル開度設定部と、第１油圧ポンプと、走行用油圧モータと、第２油圧ポンプと、作業機と、第１制御部と、第２制御部とを備える。スロットル開度設定部は、エンジンのスロットル開度を設定する。第１油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。走行用油圧モータは、第１油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。第２油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。作業機は、第２油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。第１制御部は、作業機による作業局面を判別し、判別された作業局面に応じてスロットル開度の上限を設定する。第２制御部は、スロットル開度設定部によって設定されたスロットル開度と第１制御部によって設定されたスロットル開度とのうち小さい方のスロットル開度に基づいてエンジンの出力を制御する。なお、作業局面とは、作業車両が行う作業の種類を意味する。例えば、作業局面には、掘削作業、積荷作業、かき上げ作業などがある。
【０００９】
本発明の第２の態様に係る作業車両は、第１の態様の作業車両であって、第１制御部は、作業局面が掘削作業であると判定したときに、スロットル開度の上限を低減する。
【００１０】
本発明の第３の態様に係る作業車両は、第２の態様の作業車両であって、作業機は、バケットと、バケットを支持するブームとを有する。第１制御部は、作業局面が掘削作業であると判定しても、上方へ向かって値が増大するように定義されるブームの長手方向の角度が、所定角度以上であるときには、スロットル開度の上限の低減を行わない。
【００１１】
本発明の第４の態様に係る作業車両は、第１から第３の態様のいずれかの作業車両であって、第１制御部は、作業機の使用の有無を判定し、作業機の使用時には、作業機の不使用時よりもスロットル開度の上限を増大させる。
【００１２】
本発明の第５の態様に係る作業車両は、第１から第４の態様のいずれか作業車両であって、第１制御部は、車速に対するスロットル開度の上限を規定するスロットル上限情報に基づいてスロットル開度の上限を設定する。スロットル上限情報は、第１のスロットル上限情報と、第２のスロットル上限情報とを含む。第２のスロットル上限情報は、車速に対して第１のスロットル上限情報よりも低いスロットル開度の上限を規定する。第１制御部は、作業局面が所定の第１の作業であると判定したときには第１のスロットル上限情報に基づいてスロットル開度の上限を設定する。第１制御部は、作業局面が第１の作業よりも負荷の小さい所定の第２の作業であると判定したときには、第２のスロットル上限情報に基づいてスロットル開度の上限を設定する。
【００１３】
本発明の第６の態様に係る作業車両は、第５の態様の作業車両であって、スロットル上限情報は、車速の増大に応じてスロットル開度の上限が徐々に増大する特性を含む。
【００１４】
本発明の第７の態様に係る作業車両は、第１から第６の態様のいずれか作業車両であって、第１制御部は、車速が所定の速度より大きいときには、スロットル開度の上限を設定しない。
【００１５】
本発明の第８の態様に係る作業車両は、第１から第７の態様のいずれか作業車両であって、車速を低減させるためのインチング操作部材をさらに備える。第１制御部は、インチング操作部材の使用の有無を判定する。第１制御部は、インチング操作部材の使用時には、インチング操作部材の不使用時よりもスロットル開度の上限を増大させる。
【００１６】
本発明の第９の態様に係る作業車両の制御方法は、エンジンとスロットル開度設定部と第１油圧ポンプと走行用油圧モータと第２油圧ポンプと作業機とを備える作業車両の制御方法である。スロットル開度設定部は、エンジンのスロットル開度を設定する。第１油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。走行用油圧モータは、第１油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。第２油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。作業機は、第２油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。本態様の作業車両の制御方法は、以下のステップを備える。第１ステップでは、作業機による作業局面が判別される。第２ステップでは、判別された作業局面に応じてスロットル開度の上限が設定される。第３ステップでは、スロットル開度設定部によって設定されたスロットル開度と第１制御部によって設定されたスロットル開度とのうち小さい方のスロットル開度に基づいてエンジンの出力が制御される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１の態様に係る作業車両では、作業局面に応じてスロットル開度の上限が設定される。例えば、作業局面が、作業機への負荷が大きいが走行用油圧モータへの負荷が小さい作業であるときには、エンジン回転速度が低減されても、作業車両の走行性或いは作業性への影響は少ない。このため、このような作業局面においてスロットル開度に上限を設定することにより、作業車両の走行性或いは作業性の低下を抑えながら、燃費を向上させることができる。
【００１８】
本発明の第２の態様に係る作業車両では、作業局面が掘削作業であると判定したときに、スロットル開度の上限が低減される。掘削作業中には、作業機への負荷が大きいが走行用油圧モータへの負荷が小さい。このため、掘削作業中にスロットル開度の上限を低減することにより、作業車両の走行性或いは作業性の低下を抑えながら、燃費を向上させることができる。
【００１９】
本発明の第３の態様に係る作業車両では、掘削作業中であっても、ブームの長手方向の角度が、所定角度以上であるときには、スロットル開度の上限の低減が行われない。このような作業局面では、バケットを大きく上昇させる作業が行われていることが多い。このため、掘削作業のなかでも特に大きな負荷が作業機にかかる。このため、このような作業局面ではスロットル開度の上限の低減を行わないことにより、作業性の低下を抑えることができる。
【００２０】
本発明の第４の態様に係る作業車両では、作業機の使用時には、作業機の不使用時よりもスロットル開度の上限が増大される。これにより、作業性の低下を抑えることができる。
【００２１】
本発明の第５の態様に係る作業車両では、作業局面が第１の作業よりも負荷の小さい所定の第２の作業であると判定したときには、第２のスロットル上限情報に基づいてスロットル開度の上限が設定される。これにより、負荷の小さな作業が行われているときに、スロットル開度の上限をさらに低減させることにより、燃費をさらに向上させることができる。
【００２２】
本発明の第６の態様に係る作業車両では、スロットル上限情報は、車速の増大に応じてスロットル開度の上限が徐々に増大する特性を含む。このため、スロットル開度が急激に変化することが抑えられる。これにより、作業車両でのショックの発生を抑えることができる。
【００２３】
本発明の第７の態様に係る作業車両では、車速が所定の速度より大きいときには、スロットル開度の上限を設定しない。これにより、走行性の低下を抑えることができる。
【００２４】
本発明の第８の態様に係る作業車両では、インチング操作部材の使用時には、インチング操作部材の不使用時よりもスロットル開度の上限が増大される。インチング操作部材は、オペレータが、低速で作業機による作業を行いたいときに、操作される。すなわち、オペレータは、作業機のパワーを増大させるためにエンジンの出力を増大させながらも、車速を増大させずに作業を行うことを意図している。従って、インチング操作部材の使用時にスロットル開度の上限が増大されることにより、作業性の低下を抑えることができる。
【００２５】
本発明の第９の態様に係る作業車両の制御方法では、作業局面に応じてスロットル開度の上限が設定される。例えば、作業局面が、作業機への負荷が大きいが走行用油圧モータへの負荷が小さい作業であるときには、エンジン回転速度が低減されても、作業車両の走行性或いは作業性への影響は少ない。このため、このような作業局面においてスロットル開度に上限を設定することにより、作業車両の走行性或いは作業性の低下を抑えながら、燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業車両の構成を示す側面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る作業車両に搭載されたＨＳＴシステムを示す油圧回路図。
【図３】エンジンの出力トルク線の一例を示す図。
【図４】ポンプ容量−駆動回路圧特性の一例を示す図。
【図５】モータ容量−駆動回路圧特性の一例を示す図。
【図６】作業車両の車速−牽引力線図の一例を示す図。
【図７】スロットル上限マップの一例を示す図。
【図８】アクセル操作量と、設定されるスロットル開度の関係を示す図。
【図９】スロットル制限制御における判定処理を示すフローチャート。
【図１０】ブーム角度の定義を示す図。
【図１１】作業局面ごとに選択されるスロットル上限マップを示す表。
【図１２】各スロットル上限マップが選択されたときのエンジンの出力トルク線を示す図。
【図１３】従来技術におけるエンジンの出力トルク線の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態に係る作業車両５０について、図面を用いて説明する。図１は、作業車両５０の側面図である。作業車両５０は、ホイールローダである。作業車両５０は、車体５１と、作業機５２と、複数のタイヤ５５と、キャブ５６と、を備えている。作業機５２は、車体５１の前部に装着されている。作業機５２は、ブーム５３とバケット５４とリフトシリンダ１９とバケットシリンダ２６とを有する。ブーム５３は、バケット５４を持ち上げるための部材である。ブーム５３は、リフトシリンダ１９によって駆動される。バケット５４は、ブーム５３の先端に取り付けられている。バケット５４は、バケットシリンダ２６によってダンプおよびチルトされる。キャブ５６は、車体５１上に載置されている。
【００２８】
図２は、作業車両５０に搭載された油圧駆動機構３０の構成を示すブロック図である。油圧駆動機構３０は、主として、エンジン１、第２油圧ポンプ２、チャージポンプ３、第１油圧ポンプ４、走行用油圧モータ１０、エンジンコントローラ１２ａ、車体コントローラ１２、駆動油圧回路２０を有している。油圧駆動機構３０では、第１油圧ポンプ４がエンジン１によって駆動されることにより作動油を吐出する。走行用油圧モータ１０が、第１油圧ポンプ４から吐出された作動油によって駆動される。そして、走行用油圧モータ１０が上述したタイヤ５５を回転駆動することにより、作業車両５０が走行する。すなわち、油圧駆動機構３０では、いわゆる１ポンプ１モータのＨＳＴシステムが採用されている。
【００２９】
エンジン１は、ディーゼル式のエンジンであり、エンジン１で発生した出力トルクが、第２油圧ポンプ２、チャージポンプ３、第１油圧ポンプ４等に伝達される。油圧駆動機構３０には、エンジン１の実回転速度を検出するエンジン回転速度センサ１ａが設けられている。また、エンジン１には、燃料噴射装置１ｂが接続されている。後述するエンジンコントローラ１２ａは、設定されたスロットル開度に応じて燃料噴射装置１ｂを制御することにより、エンジン１の出力トルク（以下、「エンジントルク」と呼ぶ）と回転速度とを制御する。
【００３０】
第１油圧ポンプ４は、エンジン１によって駆動されることにより作動油を吐出する。第１油圧ポンプ４は、可変容量型の油圧ポンプである。第１油圧ポンプ４から吐出された作動油は、駆動油圧回路２０を通って走行用油圧モータ１０へと送られる。具体的には、駆動油圧回路２０は、第１駆動回路２０ａと第２駆動回路２０ｂとを有する。作動油が、第１油圧ポンプ４から第１駆動回路２０ａを介して走行用油圧モータ１０に供給されることにより、走行用油圧モータ１０が一方向（例えば、前進方向）に駆動される。作動油が、第１油圧ポンプ４から第２駆動回路２０ｂを介して走行用油圧モータ１０に供給されることにより、走行用油圧モータ１０が他方向（例えば、後進方向）に駆動される。
【００３１】
駆動油圧回路２０には、駆動回路圧検出部１７が設けられている。駆動回路圧検出部１７は、第１駆動回路２０ａ又は第２駆動回路２０ｂを介して走行用油圧モータ１０に供給される作動油の圧力（以下、「駆動回路圧」）を検出する。具体的には、駆動回路圧検出部１７は、第１駆動回路圧センサ１７ａと第２駆動回路圧センサ１７ｂとを有する。第１駆動回路圧センサ１７ａは、第１駆動回路２０ａの油圧を検出する。第２駆動回路圧センサ１７ｂは、第２駆動回路２０ｂの油圧を検出する。第１駆動回路圧センサ１７ａと第２駆動回路圧センサ１７ｂとは、検出信号を車体コントローラ１２に送る。また、第１油圧ポンプ４には、第１油圧ポンプ４の吐出方向を制御するためのＦＲ切換部５とポンプ容量制御シリンダ６とが接続されている。
【００３２】
ＦＲ切換部５は、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいてポンプ容量制御シリンダ６への作動油の供給方向を切り換える電磁制御弁である。ＦＲ切換部５は、ポンプ容量制御シリンダ６への作動油の供給方向を切り換えることにより、第１油圧ポンプ４の吐出方向を切り換える。具体的には、ＦＲ切換部５は、第１駆動回路２０ａへの吐出と第２駆動回路２０ｂへの吐出とに第１油圧ポンプ４の吐出方向を切り換える。ポンプ容量制御シリンダ６は、ポンプパイロット回路３２を介して作動油を供給されることにより駆動され、第１油圧ポンプ４の傾転角を変更する。
【００３３】
ポンプパイロット回路３２には、ポンプ容量制御部７が配置されている。ポンプ容量制御部７は、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいて制御される電磁制御弁である。ポンプ容量制御部７は、ポンプパイロット回路３２を介してポンプ容量制御シリンダ６に供給される作動油の流量を制御する。
【００３４】
ポンプパイロット回路３２は、カットオフ弁４７を介してチャージ回路３３と作動油タンクとに接続されている。カットオフ弁４７のパイロットポートは、シャトル弁４６を介して第１駆動回路２０ａと第２駆動回路２０ｂとに接続されている。シャトル弁４６は、第１駆動回路２０ａの油圧と第２駆動回路２０ｂの油圧とのうち大きい方をカットオフ弁４７のパイロットポートに導入する。これにより、カットオフ弁４７のパイロットポートには駆動回路圧が印加される。カットオフ弁４７は、駆動回路圧が所定のカットオフ圧より低いときには、チャージ回路３３とポンプパイロット回路３２とを連通させる。これにより、作動油がチャージ回路３３からポンプパイロット回路３２に供給される。カットオフ弁４７は、駆動回路圧が所定のカットオフ圧以上になると、ポンプパイロット回路３２を作動油タンクに連通させて、ポンプパイロット回路３２の作動油を作動油タンクに逃がす。これにより、ポンプパイロット回路３２の油圧が低下することにより、第１油圧ポンプ４の容量が低減され、駆動回路圧の上昇が抑えられる。
【００３５】
チャージポンプ３は、エンジン１によって駆動され、駆動油圧回路２０へと作動油を供給するためのポンプである。チャージポンプ３は、チャージ回路３３に接続されている。チャージポンプ３は、チャージ回路３３を介してポンプパイロット回路３２に作動油を供給する。チャージ回路３３は、第１チェック弁４１を介して第１駆動回路２０ａに接続されている。第１チェック弁４１は、チャージ回路３３から第１駆動回路２０ａへの作動油の流れを許容するが、第１駆動回路２０ａからチャージ回路３３への作動油の流れを規制する。また、チャージ回路３３は、第２チェック弁４２を介して第２駆動回路２０ｂに接続されている。第２チェック弁４２は、チャージ回路３３から第２駆動回路２０ｂへの作動油の流れを許容するが、第２駆動回路２０ｂからチャージ回路３３への作動油の流れを規制する。また、チャージ回路３３は、第１リリーフ弁４３を介して第１駆動回路２０ａに接続されている。第１リリーフ弁４３は、第１駆動回路２０ａの油圧が所定の圧力より大きくなったときに開かれる。チャージ回路３３は、第２リリーフ弁４４を介して第２駆動回路２０ｂに接続されている。第２リリーフ弁４４は、第２駆動回路２０ｂの油圧が所定の圧力より大きくなったときに開かれる。また、チャージ回路３３は、低圧リリーフ弁４５を介して作動油タンクに接続されている。低圧リリーフ弁４５は、チャージ回路３３の油圧が所定のリリーフ圧より大きくなったときに開かれる。これにより、駆動回路圧が所定のリリーフ圧を越えないように調整される。
【００３６】
第２油圧ポンプ２は、エンジン１によって駆動される。第２油圧ポンプ２から吐出された作動油は、作業機用油圧回路３１を介してリフトシリンダ１９に供給される。これにより、作業機５２が駆動される。また、第２油圧ポンプ２から吐出された作動油は、作業機用油圧回路３１を介してステアリングシリンダ（図示せず）に供給される。これにより、作業車両１の向きが変更される。第２油圧ポンプ２の吐出圧は、吐出圧センサ３９によって検出される。吐出圧センサ３９は、検出信号を車体コントローラ１２に送る。作業機用油圧回路３１には、作業機制御弁１８が設けられている。作業機制御弁１８は、作業機操作部材２３の操作量に応じて駆動される。作業機制御弁１８は、パイロットポートに印加されるパイロット圧に応じて、リフトシリンダ１９に供給される作動油の流量を制御する。作業機制御弁１８のパイロットポートに印加されるパイロット圧は、作業機操作部材２３のパイロット弁２３ａによって制御される。パイロット弁２３ａは、作業機操作部材２３の操作量に応じたパイロット圧を作業機制御弁１８のパイロットポートに印加する。これにより、作業機操作部材２３の操作量に応じてリフトシリンダ１９が制御される。作業機制御弁１８のパイロットポートに印加されるパイロット圧は、ＰＰＣ圧センサ２１によって検出される。また、リフトシリンダ１９に供給される作動油の圧力は、ブーム圧センサ２２によって検出される。ＰＰＣ圧センサ２１及びブーム圧センサ２２は、検出信号を車体コントローラ１２に送る。また、リフトシリンダ１９には、ブーム角度検出部３８が設けられている。ブーム角度検出部３８は、後述するブーム角度を検出する。ブーム角度検出部３８は、ブーム５３の回転角度を検出するセンサである。或いは、ブーム角度検出部３８は、リフトシリンダ１９のストローク量を検出し、ストローク量からブーム５３の回転角度が演算されてもよい。ブーム角度検出部３８は、検出信号を車体コントローラ１２に送る。なお、バケットシリンダ２６も、リフトシリンダ１９と同様に、制御弁によって制御されるが、図２においては図示を省略している。
【００３７】
走行用油圧モータ１０は、可変容量型の油圧モータである。走行用油圧モータ１０は、第１油圧ポンプ４から吐出された作動油によって駆動され、走行のための駆動力を生じさせる。走行用油圧モータ１０には、モータシリンダ１１ａと、モータ容量制御部１１ｂとが設けられている。モータシリンダ１１ａは、走行用油圧モータ１０の傾転角を変更する。モータ容量制御部１１ｂは、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいて制御される電磁制御弁である。モータ容量制御部１１ｂは、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいてモータシリンダ１１ａを制御する。モータシリンダ１１ａとモータ容量制御部１１ｂとは、モータパイロット回路３４に接続されている。モータパイロット回路３４は、チェック弁４８を介して第１駆動回路２０ａに接続されている。チェック弁４８は、第１駆動回路２０ａからモータパイロット回路３４への作動油の流れを許容するが、モータパイロット回路３４から第１駆動回路２０ａへの作動油の流れを規制する。モータパイロット回路３４は、チェック弁４９を介して第２駆動回路２０ｂに接続されている。チェック弁４９は、第２駆動回路２０ｂからモータパイロット回路３４への作動油の流れを許容するが、モータパイロット回路３４から第２駆動回路２０ｂへの作動油の流れを規制する。チェック弁４８，４９により、第１駆動回路２０ａと第２駆動回路２０ｂとのうち大きい方の油圧、すなわち駆動回路圧の作動油が、モータパイロット回路３４に供給される。モータ容量制御部１１ｂは、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいて、モータパイロット回路３４からモータシリンダ１１ａへの作動油の供給方向および供給流量を切り換える。これにより、車体コントローラ１２は、走行用油圧モータ１０の容量を任意に変えることができる。また、走行用油圧モータ１０の最大容量や最小容量を任意に設定することができる。
【００３８】
油圧駆動機構３０には、車速センサ１６が設けられている。車速センサ１６は、車速を検出する。車速センサ１６は、車速信号を車体コントローラ１２に送る。車速センサ１６は、例えば、タイヤ駆動軸の回転速度を検出することにより、車速を検出する。
【００３９】
作業車両５０は、アクセル操作部材１３ａと、前後進切換操作部材１４と、トラクション制御選択部材１５と、インチング操作部２７とを備えている。
【００４０】
アクセル操作部材１３ａは、オペレータがスロットル開度を設定するための部材である。アクセル操作部材１３ａは、本発明のスロットル開度設定部の一例である。アクセル操作部材１３ａは、例えばアクセルペダルであり、オペレータによって操作される。アクセル操作部材１３ａは、アクセル操作量センサ１３と接続されている。アクセル操作量センサ１３は、ポテンショメータなどで構成されている。アクセル操作量センサ１３は、アクセル操作部材１３ａのアクセル操作量を示す開度信号をエンジンコントローラ１２ａへと送る。オペレータは、アクセル操作量を調整することによって、エンジン１の回転速度を制御することができる。
【００４１】
前後進切換操作部材１４は、オペレータによって操作され、前進位置と後進位置と中立位置とに切り換えられる。前後進切換操作部材１４は、前後進切換操作部材１４の位置を示す操作信号を車体コントローラ１２に送る。オペレータは、前後進切換操作部材１４を操作することによって、作業車両５０の前進と後進とを切り換えることができる。
【００４２】
トラクション制御選択部材１５は、例えばダイヤル式のスイッチである。トラクション制御選択部材１５は、オペレータによって操作され、後述するトラクション制御による最大牽引力を設定するために操作される。トラクション制御選択部材１５は、トラクション制御選択部材１５の選択位置を示す操作信号を車体コントローラ１２へ送る。
【００４３】
インチング操作部２７は、インチング操作部材２７ａとインチング操作センサ２７ｂとを有する。インチング操作部材２７ａは、オペレータによって操作される。インチング操作部材２７ａは例えばペダルである。インチング操作部材２７ａは、後述するようにインチング操作の機能と、プレーキ操作の機能とを兼ねる。インチング操作センサ２７ｂは、インチング操作部材２７ａの操作量を検出して、検出信号を車体コントローラ１２に送信する。インチング操作部材２７ａが操作されと、車体コントローラ１２は、インチング操作センサ２７ｂからの検出信号に基づいてポンプ容量制御部７を制御する。車体コントローラ１２は、インチング操作部材２７ａの操作量に応じてポンプパイロット回路３２の油圧を低下させる。インチング操作部２７は、例えば、エンジン１の回転速度を上昇させたいが走行速度の上昇は抑えたいときなどにおいて使用される。すなわち、アクセル操作部材１３ａの操作によってエンジン１の回転速度を上昇させると、ポンプパイロット回路３２の油圧も上昇する。このとき、インチング操作部材２７ａを操作することにより、ポンプパイロット回路３２の油圧の上昇を制御することができる。これにより、第１油圧ポンプ４の容量の増大を抑え、走行用油圧モータ１０の回転速度の上昇を抑えることができる。
【００４４】
また、インチング操作部材２７ａには、ブレーキ弁２８が連結されている。ブレーキ弁２８は、油圧ブレーキ装置２９への作動油の供給を制御する。インチング操作部材２７ａは油圧ブレーキ装置２９の操作部材を兼ねている。インチング操作部材２７ａの操作量が所定量に達するまではインチング操作センサ２７ｂからの検出信号に基づいて上述したインチング操作のみが行われる。そして、インチング操作部材２７ａの操作量が所定量に達すると、ブレーキ弁２８の操作が開始され、これにより油圧ブレーキ装置２９において制動力が発生する。インチング操作部材２７ａの操作量が所定量以上では、インチング操作部材２７ａの操作量に応じて油圧ブレーキ装置２９の制動力が制御される。
【００４５】
エンジンコントローラ１２ａは、ＣＰＵなどの演算装置や各種のメモリなどを有する電子制御部である。エンジンコントローラ１２ａは、本発明の第２制御部の一例である。エンジンコントローラ１２ａは、設定されたスロットル開度に応じた目標回転速度が得られるように、エンジン１を制御する。図３にエンジン１の出力トルク線を示す。エンジン１の出力トルク線は、エンジン１の回転速度と、各回転速度においてエンジン１が出力できる最大のエンジントルクの大きさとの関係を示す。図３において、実線Ｌ１００は、後述するスロットル開度の上限を設定する制御が行われていない状態（以下、「通常状態」と呼ぶ）において、アクセル操作量が１００％であるときのエンジン出力トルク線を示している。このエンジン出力トルク線は、例えばエンジン１の定格又は最大のパワー出力に相当する。なお、アクセル操作量が１００％とは、アクセル操作部材１３ａが最大に操作されている状態を意味する。また、破線Ｌ７５は、通常状態においてアクセル操作量が７５％であるときのエンジン出力トルク線を示している。エンジンコントローラ１２ａは、エンジントルクがエンジン出力トルク線以下となるようにエンジン１の出力を制御する。このエンジン１の出力の制御は、例えば、エンジン１への燃料噴射量の上限値を制御することにより行われる。
【００４６】
車体コントローラ１２は、ＣＰＵなどの演算装置や各種のメモリなどを有する電子制御部である。車体コントローラ１２は、本発明の第１制御部の一例である。車体コントローラ１２は、各検出部からの出力信号に基づいて各制御弁を電子制御することにより、第１油圧ポンプ４の容量と走行用油圧モータ１０の容量とを制御する。
【００４７】
具体的には、車体コントローラ１２は、エンジン回転速度センサ１ａが検出したエンジン回転速度に基づいて指令信号をポンプ容量制御部７に出力する。これにより、ポンプ容量と駆動回路圧との関係が規定される。図４に、ポンプ容量−駆動回路圧特性の一例を示す。ポンプ容量−駆動回路圧特性は、ポンプ容量と駆動回路圧との関係を示す。図中のＬ１１〜Ｌ１６は、エンジン回転速度に応じて変更されるポンプ容量−駆動回路圧特性を示すラインである。具体的には、車体コントローラ１２が、エンジン回転速度に基づいてポンプ容量制御部７の流量を制御することにより、ポンプ容量−駆動回路圧特性がＬ１１〜Ｌ１６に変更される。これにより、ポンプ容量がエンジン回転速度及び駆動回路圧に対応したものに制御される。
【００４８】
車体コントローラ１２は、エンジン回転速度センサ１ａおよび駆動回路圧検出部１７からの出力信号を処理して、モータ容量の指令信号をモータ容量制御部１１ｂに出力する。ここでは、車体コントローラ１２は、車体コントローラ１２に記憶されているモータ容量−駆動回路圧特性を参照して、エンジン回転速度の値と駆動回路圧の値とからモータ容量を設定する。車体コントローラ１２は、この設定したモータ容量に対応する傾転角の変更指令をモータ容量制御部１１ｂに出力する。図５に、モータ容量−駆動回路圧特性の一例を示す。図中の実線Ｌ２１は、エンジン回転速度がある値の状態における、駆動回路圧に対するモータ容量を定めたラインである。ここでのモータ容量は、走行用油圧モータ１０の傾転角に対応している。駆動回路圧がある一定の値以下の場合までは傾転角は最小（Ｍｉｎ）である。その後、駆動回路圧の上昇に伴って傾転角も次第に大きくなる（実線の傾斜部分Ｌ２２）。そして、傾転角が最大（Ｍａｘ）となった後は、駆動回路圧が上昇しても傾転角は最大傾転角Ｍａｘを維持する。傾斜部分Ｌ２２は、駆動回路圧の目標圧力を規定している。すなわち、車体コントローラ１２は、駆動回路圧が目標圧力よりも大きくなると走行用油圧モータの容量を増大させる。また、駆動回路圧が、目標圧力よりも小さくなると走行用油圧モータの容量を低減させる。目標圧力は、エンジン回転速度に応じて定められる。すなわち、図５に示す傾斜部分Ｌ２２は、エンジン回転速度の増減に応じて上下するように設定される。具体的には、傾斜部分Ｌ２２は、エンジン回転速度が低ければ、駆動回路圧がより低い状態から傾転角が大きくなり、駆動回路圧がより低い状態で最大傾転角に達するように制御される（図５における下側の破線の傾斜部分Ｌ２３参照）。反対にエンジン回転速度が高ければ、駆動回路圧がより高くなるまで最小傾転角Ｍｉｎを維持し、駆動回路圧がより高い状態で最大傾転角Ｍａｘに達するように制御される（図５における上側の破線の傾斜部分Ｌ２４参照）。これにより、図６に示すように、作業車両は、牽引力と車速とが無段階に変化して、車速ゼロから最高速度まで変速操作なく自動的に変速することができる。
【００４９】
車体コントローラ１２は、トラクション制御選択部材１５が操作されることにより、トラクション制御を実行する。トラクション制御は、走行用油圧モータ１０の最大容量を変更することによって車両の最大牽引力を複数段階に変化させる制御である。車体コントローラ１２は、トラクション制御選択部材１５の操作に応じて、走行用油圧モータ１０の最大容量を複数段階に低下させる。具体的には、図５に示すように、最大容量をＭａｘからＭａ，Ｍｂ，Ｍｃのいずれかに変更するように、車体コントローラ１２は、モータ容量制御部１１ｂに指令信号を出力する。最大容量がＭａに変更されると、車速−牽引力特性は図６のラインＬａのように変化する。このように、トラクション制御が行われていない状態の車速−牽引力特性を示すラインＬ１と比べて最大牽引力が低下する。最大容量がＭｂに変更されると、車速−牽引力特性はラインＬｂのように変化して、最大牽引力がさらに低下する。また、最大容量がＭｃに変更されると、車速−牽引力特性はラインＬｃのように変化して、さらに最大牽引力が低下する。
【００５０】
また、車体コントローラ１２は、作業機５２による作業局面を判別し、判別された作業局面に応じてスロットル開度の上限を設定する制御（以下、「スロットル制限制御」と呼ぶ）を行う。上述したエンジンコントローラ１２ａは、アクセル操作部材１３ａの操作によって設定されたスロットル開度と、車体コントローラ１２によって設定されたスロットル開度の上限とのうち小さい方のスロットル開度に基づいてエンジンの出力を制御する。以下、スロットル制限制御について詳細に説明する。
【００５１】
車体コントローラ１２は、図７に示すスロットル上限マップに基づいて、スロットル開度の上限を設定する。スロットル上限マップは、車速に対するスロットル開度の上限を規定する。スロットル上限マップは、本発明のスロットル上限情報の一例である。図７に示すように、スロットル上限マップは、第１スロットル上限マップＭａｐ１と、第２スロットル上限マップＭａｐ２と、第３スロットル上限マップＭａｐ３とを含む。第１スロットル上限マップＭａｐ１では、スロットル開度の上限は、車速に関わらずに開度Ｔｈ１で一定である。開度Ｔｈ１は、通常状態においてアクセル操作量が１００％であるときのスロットル開度と一致している。すなわち、第１スロットル上限マップＭａｐ１を選択することは、スロットル開度の上限を設定しないことを意味する。
【００５２】
第２スロットル上限マップＭａｐ２は、車速に対して第１スロットル上限マップＭａｐ１よりも低いスロットル開度の上限を規定する。第３スロットル上限マップＭａｐ３は、車速に対して第２スロットル上限マップＭａｐ２よりも、さらに低いスロットル開度の上限を規定する。第２スロットル上限マップＭａｐ２は、車速の増大に応じてスロットル開度の上限が徐々に増大する特性を含む。第３スロットル上限マップＭａｐ３は、車速の増大に応じてスロットル開度の上限が徐々に増大する特性を含む。具体的には、第２スロットル上限マップＭａｐ２において、車速がｖ１以上、ｖ２以下の範囲内で変化するときには、車速の増大に応じてスロットル開度が増大する。また、第３スロットル上限マップＭａｐ３において、車速がｖ１以上、ｖ２以下の範囲内で変化するときには、車速の増大に応じてスロットル開度が増大する。
【００５３】
第２スロットル上限マップＭａｐ２において、車速がｖ１より小さいときには、スロットル開度は、開度Ｔｈ２で一定である。第３スロットル上限マップＭａｐ３において、車速がｖ１より小さいときには、スロットル開度は、開度Ｔｈ３で一定である。開度Ｔｈ３は、開度Ｔｈ２よりも小さい。図８（ａ）は、車速がｖ１より小さい低速走行時におけるアクセル操作量と、設定されるスロットル開度との関係を示している。図８（ａ）において、Ｌｖ１は、低速走行中に第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択されているときのアクセル操作量と、設定されるスロットル開度との関係を示す。Ｌｖ２は、低速走行中に第２スロットル上限マップＭａｐ２が選択されているときのアクセル操作量と、設定されるスロットル開度との関係を示す。Ｌｖ３は、低速走行中に第３スロットル上限マップＭａｐ３が選択されているときのアクセル操作量と、設定されるスロットル開度との関係を示す。図８（ａ）に示すように、アクセル操作量の増大に応じて、スロットル開度が大きな値に設定される。ただし、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択されているときには、開度Ｔｈ１がスロットル開度の上限となる。第２スロットル上限マップＭａｐ２が選択されているときには、開度Ｔｈ２がスロットル開度の上限となる。第３スロットル上限マップＭａｐ３が選択されているときには、開度Ｔｈ３がスロットル開度の上限となる。
【００５４】
図７に示すように、第２スロットル上限マップＭａｐ２において、車速がｖ２より大きいときには、スロットル開度は開度Ｔｈ１で一定である。第３スロットル上限マップＭａｐ３においても、車速がｖ２より大きいときには、スロットル開度は、開度Ｔｈ１で一定である。すなわち、車体コントローラ１２は、第２スロットル上限マップＭａｐ２又は第３スロットル上限マップＭａｐ３が選択されていても、車速がｖ２より大きいときには、スロットル開度の上限を設定しない。図８（ｂ）は、車速がｖ２より大きい高速走行時におけるアクセル操作量と、設定されるスロットル開度との関係を示している。図８（ｂ）において、Ｈｖ１は、高速走行中に第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択されたときのアクセル操作量と、設定されるスロットル開度との関係を示す。Ｈｖ２は、高速走行中に第２スロットル上限マップＭａｐ２が選択されたときのアクセル操作量と、設定されるスロットル開度との関係を示す。Ｈｖ３は、高速走行中に第３スロットル上限マップＭａｐ３が選択されたときのアクセル操作量と、設定されるスロットル開度との関係を示す。図８（ｂ）に示すように、第１〜第３スロットル上限マップＭａｐ３のいずれが選択されても、アクセル操作量に応じたスロットル開度が設定される。そして、開度Ｔｈ１がスロットル開度の上限となる。
【００５５】
次に、スロットル制限制御における第１〜第３スロットル上限マップＭａｐ１−Ｍａｐ３の選択条件について説明する。図９は、スロットル制限制御における判定処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、トラクション制御の実行の有無が判定される。車体コントローラ１２は、トラクション制御選択部材１５からの操作信号に基づいて、トラクション制御の実行の有無を判定する。トラクション制御が実行されていないときには、ステップＳ６において、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択される。トラクション制御が実行されているときには、ステップＳ２に進む。
【００５６】
ステップＳ２では、掘削フラグが“ＯＮ”であるか否かが判定される。掘削フラグが“ＯＮ”であるとは、作業局面が掘削である状態を意味する。具体的には、以下の条件１−１又は条件１−２を満たし、且つ、条件１−３、且つ、条件１−４を満たすときに、掘削フラグが“ＯＮ”に設定される。
【００５７】
条件１−１は、ブーム角度が所定の角度閾値以上、且つ、０度より小さい場合で、所定の基準ブームボトム圧より低いブームボトム圧が所定時間以上連続して検出されることである。ブーム角度は、図１０に示すように、側面視において、水平方向を０度として、ブームピン５７とバケットピン５８とを結ぶ線と、水平方向との間のなす角θである。水平方向よりも下方の角度は、マイナスの値であり、水平方向よりも上方の角度は、プラスの値であるものとする。ブーム角度は、上方に向かって増大するように定義される。所定の角度閾値は、作業機５２が地上に位置している状態でのブーム角度に相当する。ブームボトム圧は、ブーム圧センサ２２によって検出される。所定の基準ブームボトム圧は、ブーム角度に対して規定されており、ブーム角度の増大に応じて基準ブームボトム圧も概ね増大する。所定時間は、例えば１秒など極短い時間が設定される。
【００５８】
条件１−２は、ブーム角度が０度以上の場合で、ブーム角度が０度の時の基準ブームボトム圧よりも低いブームボトム圧が所定時間以上連続で検出されることである。所定時間は、例えば１秒など極短い時間が設定される。
【００５９】
条件１−３は、ブームボトム圧が、所定のブームボトム圧閾値以上であることである。所定のブームボトム圧閾値は、作業機５２が地上に位置している状態でのブームボトム圧に相当する。
【００６０】
条件１−４は、ブーム角度が所定のブーム角度閾値以下であることである。ブーム角度閾値は、０度より小さく、掘削作業を行っているときに取りうる値が設定される。
【００６１】
ステップＳ２において、掘削フラグが“ＯＮ”であると判定されると、ステップＳ３に進む。なお、以下の条件１−１’又は条件１−２’を満たすときには、掘削フラグが“ＯＦＦ”に設定される。
【００６２】
条件１−１’は、ブームボトム圧低下フラグが“ＯＮ”であることである。ブームボトム圧低下フラグは、上述した条件１−１又は条件１−２を満たすときに“ＯＮ”に設定される。
【００６３】
条件１−２’は、前後進切換操作部材１４が前進位置以外であること、すなわち、後進位置または中立位置であることである。
【００６４】
ステップＳ３では、掻き揚げフラグが“ＯＮ”であるか否かが判定される。掻き揚げフラグが“ＯＮ”であるとは、掻き揚げが行われていることを意味する。具体的には、以下の条件２−１且つ条件２−２を満たすときに、掻き揚げフラグが“ＯＮ”に設定される。
【００６５】
条件２−１は、上述した掘削フラグが“ＯＮ”であることである。
【００６６】
条件２−２は、ブーム角度が上述した所定のブーム角度閾値より大きいことである。
【００６７】
ステップＳ３において、掻き揚げフラグが“ＯＮ”であると判定されると、ステップＳ７において、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択される。ステップＳ３において、掻き揚げフラグが“ＯＮ”ではないと判定されると、ステップＳ４に進む。
【００６８】
ステップＳ４では、作業機・インチング判定が“ＯＮ”であるか否かが判定される。作業機・インチング判定が“ＯＮ”であるとは、作業機５２又はインチング機能が使用されていることを意味する。具体的には、以下の条件３−１又は条件３−２又は条件３−３を満たすときに、作業機・インチング判定が“ＯＮ”に設定される。
【００６９】
条件３−１は、第２油圧ポンプの吐出圧が、所定の第１吐出圧閾値より大きいことである。所定の第１吐出圧閾値は、作業機５２又はステアリングシリンダ（図示せず）が使用されているときに取りうる値が設定される。
【００７０】
条件３−２は、ブーム上げPPC圧が所定の第１パイロット圧閾値より大きいことである。ブーム上げPPC圧は、ブーム５３を上昇させるための操作（以下、「ブーム上げ操作」と呼ぶ）を行った際に、作業機操作部材２３から出力されるパイロット圧である。所定の第１パイロット圧閾値は、作業機操作部材２３がブーム上げ操作を受けているときに取りうる値が設定される。
【００７１】
条件３−３は、インチング操作部材２７ａの操作量が所定の第１インチング操作閾値よりも大きいことである。所定の第１インチング操作閾値は、インチング操作部材２７ａが操作されているときに取りうる値が設定される。
【００７２】
ステップＳ４において、作業機・インチング判定が“ＯＮ”であると判定されると、ステップＳ８において、第２スロットル上限マップＭａｐ２が選択される。ステップＳ４において、作業機・インチング判定が“ＯＮ”ではないと判定されると、ステップＳ９において、第３スロットル上限マップＭａｐ３が選択される。
【００７３】
なお、作業機・インチング判定は、以下の条件３−１’且つ条件３−２’且つ条件３−３’を満たすときに、“ＯＦＦ”に設定される。
【００７４】
条件３−１’は、第２油圧ポンプの吐出圧が、所定の第２吐出圧閾値より小さいことである。所定の第２吐出圧閾値は、第１吐出圧閾値よりも小さい。所定の第２吐出圧閾値は、作業機５２又はステアリングシリンダ（図示せず）が使用されていないと見なせる値が設定される。
【００７５】
条件３−２’は、ブーム上げPPC圧が所定の第２パイロット圧閾値より小さいことである。所定の第２パイロット圧閾値は、第１パイロット圧閾値よりも小さい。所定の第２パイロット圧閾値は、作業機操作部材２３がブーム上げ操作を受けていないと見なせる値が設定される。すなわち、ブーム上げPPC圧が０ではなくても、作業機操作部材２３がブーム上げ操作を受けていないと見なせる程度に小さな値であれば、条件３−２’を満たすと判定される。
【００７６】
条件３−３’は、インチング操作部材２７ａの操作量が所定の第２インチング操作閾値よりも小さいことである。所定の第２インチング操作閾値は、インチング操作部材２７ａが操作されていないと見なせる値が設定される。すなわち、インチング操作部材２７ａの操作量が０ではなくても、インチング操作部材２７ａが操作されていないと見なせる程度に小さな値であれば、条件３−３’を満たすと判定される。
【００７７】
ステップＳ２において、掘削フラグが“ＯＮ”ではないと判定されたときには、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、ステップＳ４と同様に、作業機・インチング判定が“ＯＮ”であるか否かが判定される。作業機・インチング判定が“ＯＮ”であると判定されると、ステップＳ６において第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択される。作業機・インチング判定が“ＯＮ”ではないと判定されると、ステップＳ１０において第２スロットル上限マップＭａｐ２が選択される。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態に係る作業車両５０では、現在の作業局面に応じて適切なスロットル上限マップが選択される。図１１は、作業局面ごとに選択されるスロットル上限マップを示す表である。図１１に示すように、トラクション制御が実行されていないときには、作業局面が掘削か掘削以外の作業かによって、選択されるスロットル上限マップが異なる。作業機又はインチング機能の使用状況が同じであれば、作業局面が掘削であるときには、作業局面が掘削以外であるときよりも、スロットル開度の上限が小さなスロットル上限マップが選択される。従って、作業局面が掘削であるときには、作業局面が掘削以外であるときよりも、スロットル開度の上限が低減される。これにより、エンジン１の出力が抑えられる。図１２は、各スロットル上限マップＭａｐ１−Ｍａｐ３が選択されたときのエンジン１の出力トルク線を示している。具体的には、図１２（ａ）は、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択されたときのエンジン１の出力トルク線を示している。図１２（ｂ）は、第２スロットル上限マップＭａｐ２が選択されたときのエンジン１の出力トルク線を示している。図１２（ｃ）は、第３スロットル上限マップＭａｐ３が選択されたときのエンジン１の出力トルク線を示している。図１２に示すように、第２スロットル上限マップＭａｐ２が選択されたときのエンジン回転速度の最大値Nmax2は、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択されたときの最大値Nmax1よりも小さくなっている。また、第３スロットル上限マップＭａｐ３が選択されたときのエンジン回転速度の最大値Nmax3は、第２スロットル上限マップＭａｐ２が選択されたときの最大値Nmax2よりも小さくなっている。このように、エンジンの出力が抑えられることにより、エンジン燃費を向上させることができる。また、作業局面が掘削であるときには、走行用油圧モータ１０には大きな流量は必要ではない。このため、スロットル開度の上限が低減されても、走行性に与える影響は少ない。また、上述したように、第２スロットル上限マップＭａｐ２と第３スロットル上限マップＭａｐ３とは、車速の増大に応じてスロットル開度の上限が徐々に増大する特性を含む。このため、スロットル開度が急激に変化することが抑えられる。これにより、作業車両でのショックの発生を抑えることができる。さらに、第２スロットル上限マップＭａｐ２及び第３スロットル上限マップＭａｐ３では、車速が所定の速度ｖ２より大きいときには、スロットル開度の上限はTh1で一定である。すなわち、車体コントローラ１２は、車速が所定の速度ｖ２より大きいときには、スロットル開度の上限を設定しない。これにより、高速走行時において走行性の低下を抑えることができる。
【００７９】
作業局面が同じであれば、作業機５２又はインチング機能の使用時には、作業機５２又はインチング機能の不使用時よりもスロットル開度の上限が大きなスロットル上限マップが選択される。従って、作業機５２又はインチング機能の使用時には、作業機５２又はインチング機能の不使用時よりもスロットル開度の上限が増大される。このため、作業性の低下が抑えられる。
【００８０】
掻き揚げ作業時には、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択される。すなわち、掻き揚げ作業時には、スロットル開度の上限は設定されない。掻き揚げ作業時には、リフトシリンダ１９に大きな負荷がかかる。このため、掻き揚げ作業時には、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択されることにより、作業性の低下が抑えられる。
【００８１】
トラクション制御が実行されていないときには、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択される。すなわち、トラクション制御が実行されていないときには、スロットル開度の上限は設定されない。オペレータは、大きな牽引力を必要とする作業を行うときには、通常、トラクション制御をＯＦＦにする。従って、トラクション制御が実行されていないときに、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択されることにより、作業性の低下を抑えることができる。
【００８２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００８３】
上記の実施形態では、本発明が適用される作業車両として、ホイールローダを例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＨＳＴを搭載した他の作業車両に対して、本発明を適用することができる。
【００８４】
上記の実施形態では、１つの油圧ポンプと走行用油圧モータ１０を含む１ポンプ１モータのＨＳＴシステムを搭載した作業車両５０を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、１つの第１油圧ポンプと２つの走行用油圧モータを含む、１ポンプ２モータのＨＳＴシステムを搭載した作業車両に対して、本発明を適用してもよい。
【００８５】
上記の実施形態では、作業局面が掘削であるときにスロットル開度の上限が低減される。しかし、作業局面が掘削以外の所定の作業であるときにスロットル開度の上限が低減されてもよい。所定の作業としては、走行用油圧モータへの負荷が小さい作業であることが好ましい。
【００８６】
上記の実施形態では、インチング操作部材２７ａは、ブレーキペダルを兼ねている。しかし、ブレーキペダルとは別の部材としてインチング操作部材が設けられてもよい。
【００８７】
上記の実施形態では、スロットル上限マップが、スロットル上限情報として用いられている。しかし、スロットル上限情報は、マップに限らず、テーブル或いは演算式などの他の方式であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明によれば、作業車両の走行性或いは作業性の低下を抑えながら、燃費を向上させることができる作業車両及び作業車両の制御方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１      エンジン
２      第２油圧ポンプ
４      第１油圧ポンプ
１０    走行用油圧モータ
１２    車体コントローラ
１２ａ  エンジンコントローラ
１３ａ  アクセル操作部材
２７ａ  インチング操作部材
５０    作業車両
５２    作業機
５３    ブーム
５４    バケット
【図１】
2013189962.tif 000003
【図２】
2013189962.tif 000004
【図３】
2013189962.tif 000005
【図４】
2013189962.tif 000006
【図５】
2013189962.tif 000007
【図６】
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【図７】
2013189962.tif 000009
【図８】
2013189962.tif 000010
【図９】
2013189962.tif 000011
【図１０】
2013189962.tif 000012
【図１１】
2013189962.tif 000013
【図１２】
2013189962.tif 000014
【図１３】
2013189962.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月5日(2012.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンのスロットル開度を設定するスロットル開度設定部と、
前記エンジンによって駆動される第１油圧ポンプと、
前記第１油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される走行用油圧モータと、
前記エンジンによって駆動される第２油圧ポンプと、
バケットと、前記バケットを支持するブームとを有する作業機であって、前記第２油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される作業機と、
前記作業機による作業局面を判別し、判別された前記作業局面に応じて前記スロットル開度の上限を設定する第１制御部と、
前記スロットル開度設定部によって設定されたスロットル開度と前記第１制御部によって設定されたスロットル開度とのうち小さい方のスロットル開度に基づいて前記エンジンの出力を制御する第２制御部と、
を備え、
前記第１制御部は、車速に対する前記スロットル開度の上限を規定するスロットル上限情報に基づいて前記スロットル開度の上限を設定し、
前記スロットル上限情報は、第１のスロットル上限情報と、前記車速に対して前記第１のスロットル上限情報よりも低い前記スロットル開度の上限を規定する第２のスロットル上限情報と、前記車速に対して前記第２のスロットル上限情報よりも低い前記スロットル開度の上限を規定する第３のスロットル上限情報と、を含み、
前記第１制御部は、前記作業局面が掘削作業であり、前記作業機が使用されていないときには、前記第３のスロットル上限情報に基づいて前記スロットル開度の上限を設定し、
前記第１制御部は、前記作業局面が前記掘削作業であり、前記作業機が使用されているときには、前記第２のスロットル上限情報に基づいて前記スロットル開度の上限を設定し、
前記第１制御部は、前記作業局面が前記掘削作業であると判定しても、上方へ向かって値が増大するように定義される前記ブームの長手方向の角度が、所定角度以上となる掻き揚げ作業時には、前記スロットル開度の上限の低減を行わないことを示す前記第１のスロットル上限情報に基づいて前記スロットル開度の上限を設定する、
作業車両。
【請求項２】
前記スロットル上限情報は、車速の増大に応じて前記スロットル開度の上限が徐々に増大する特性を含む、
請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記第１制御部は、車速が所定の速度より大きいときには、前記スロットル開度の上限を設定しない、
請求項１または２に記載の作業車両。
【請求項４】
車速を低減させるためのインチング操作部材をさらに備え、
前記第１制御部は、前記インチング操作部材の使用の有無を判定し、前記インチング操作部材の使用時には、前記インチング操作部材の不使用時よりも前記スロットル開度の上限を増大させる、
請求項１から３のいずれかに記載の作業車両。
【請求項５】
エンジンと、前記エンジンのスロットル開度を設定するスロットル開度設定部と、前記エンジンによって駆動される第１油圧ポンプと、前記第１油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される走行用油圧モータと、前記エンジンによって駆動される第２油圧ポンプと、バケットと前記バケットを支持するブームとを有する作業機であって前記第２油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される作業機とを備える作業車両の制御方法であって、
前記作業機による作業局面を判別する第１ステップと、
判別された前記作業局面に応じて前記スロットル開度の上限を設定する第２ステップと、
前記スロットル開度設定部によって設定されたスロットル開度と前記第２ステップにおいて設定されたスロットル開度とのうち小さい方のスロットル開度に基づいて前記エンジンの出力を制御する第３ステップと、
を備え、
前記第２ステップでは、
車速に対する前記スロットル開度の上限を規定するスロットル上限情報に基づいて前記スロットル開度の上限を設定し、
前記スロットル上限情報は、第１のスロットル上限情報と、前記車速に対して前記第１のスロットル上限情報よりも低い前記スロットル開度の上限を規定する第２のスロットル上限情報と、前記車速に対して前記第２のスロットル上限情報よりも低い前記スロットル開度の上限を規定する第３のスロットル上限情報と、を含み、
前記作業局面が掘削作業であり、前記作業機が使用されていないときには、前記第３のスロットル上限情報に基づいて前記スロットル開度の上限を設定し、
前記作業局面が前記掘削作業であり、前記作業機が使用されているときには、前記第２のスロットル上限情報に基づいて前記スロットル開度の上限を設定し、
前記作業局面が前記掘削作業であると判定しても、上方へ向かって値が増大するように定義される前記ブームの長手方向の角度が、所定角度以上となる掻き揚げ作業時には、前記スロットル開度の上限の低減を行わないことを示す前記第１のスロットル上限情報に基づいて前記スロットル開度の上限を設定する、
作業車両の制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両及び作業車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ホイールローダ等の作業車両には、いわゆるＨＳＴ（Hydro Static Transmission）を搭載しているものがある。特許文献１に示すように、ＨＳＴ式の作業車両は、エンジンによって油圧ポンプを駆動し、油圧ポンプから吐出された作動油によって走行用油圧モータを駆動する。これにより、作業車両が走行する。このようなＨＳＴ式の作業車両では、エンジン回転速度、油圧ポンプの容量、走行用油圧モータの容量などを制御することによって、車速および牽引力を制御することができる。
【０００３】
また、作業車両は、エンジンコントローラを備えており、エンジンコントローラは、予め設定されたエンジン出力トルク線に従ってエンジンの出力を制御する。図１３は、エンジン出力トルク線の一例を示す図である。エンジン出力トルク線は、エンジン回転速度に応じてエンジンが出力できるトルクの上限値を示す。エンジンコントローラは、設定されたスロットル開度に応じた目標回転速度が得られるように、エンジンの燃料噴射装置を制御する。スロットル開度は、オペレータによって操作されるアクセル操作部材の操作量（以下、「アクセル操作量」と呼ぶ）に応じて設定される。図１３において、実線Ｌ１００は、アクセル操作量が１００％であるときのエンジン出力トルク線を示している。このエンジン出力トルク線は、例えばエンジンの定格又は最大のパワー出力に相当する。また、破線Ｌ７５は、高負荷作業局面においてアクセル操作量が７５％であるときのエンジン出力トルク線を示している。エンジンコントローラは、エンジンの出力トルクがエンジン出力トルク線以下となるようにエンジンの出力を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７５０１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の作業車両では、エンジン出力トルク線で示す範囲内で、負荷に応じてエンジン回転速度と出力トルクとを制御することができる。このため、負荷が小さい状態で、アクセル操作量が１００％に設定されたときには、エンジンの出力が、図１３に示すような低負荷且つ高回転速度の領域Ｒ内にある状態で、作業車両が運転されることになる。このような状態での運転は、燃費を悪化させる要因となる。
【０００６】
上記のような低負荷且つ高回転速度の領域でエンジンが使用されることは、スロットル開度の上限を低減する制御を行うことで、回避することができる。しかし、作業車両の走行状態や作業状況に関わらずスロットル開度の上限を低減した場合には、必要なエンジンの出力を十分に得られなくなる恐れがある。この場合、作業車両の走行性或いは作業性を十分に発揮することができない。
【０００７】
本発明の課題は、作業車両の走行性或いは作業性の低下を抑えながら、燃費を向上させることができる作業車両及び作業車両の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に係る作業車両は、エンジンと、スロットル開度設定部と、第１油圧ポンプと、走行用油圧モータと、第２油圧ポンプと、作業機と、第１制御部と、第２制御部とを備える。スロットル開度設定部は、エンジンのスロットル開度を設定する。第１油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。走行用油圧モータは、第１油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。第２油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。作業機は、第２油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。作業機は、バケットと、バケットを支持するブームとを有する。第１制御部は、作業機による作業局面を判別し、判別された作業局面に応じてスロットル開度の上限を設定する。第２制御部は、スロットル開度設定部によって設定されたスロットル開度と第１制御部によって設定されたスロットル開度とのうち小さい方のスロットル開度に基づいてエンジンの出力を制御する。なお、作業局面とは、作業車両が行う作業の種類を意味する。作業局面には、掘削作業、積荷作業、かき上げ作業などがある。第１制御部は、車速に対するスロットル開度の上限を規定するスロットル上限情報に基づいてスロットル開度の上限を設定する。スロットル上限情報は、第１のスロットル上限情報と、車速に対して第１のスロットル上限情報よりも低いスロットル開度の上限を規定する第２のスロットル上限情報と、車速に対して第２のスロットル上限情報よりも低いスロットル開度の上限を規定する第３のスロットル上限情報と、を含む。第１制御部は、作業局面が掘削作業であり、作業機が使用されていないときには、第３のスロットル上限情報に基づいてスロットル開度の上限を設定する。第１制御部は、作業局面が掘削作業であり、作業機が使用されているときには、第２のスロットル上限情報に基づいてスロットル開度の上限を設定する。第１制御部は、作業局面が掘削作業であると判定しても、上方へ向かって値が増大するように定義されるブームの長手方向の角度が、所定角度以上となる掻き揚げ作業時には、スロットル開度の上限の低減を行わないことを示す第１のスロットル上限情報に基づいてスロットル開度の上限を設定する。
【０００９】
本発明の第２の態様に係る作業車両は、第１の態様の作業車両であって、スロットル上限情報は、車速の増大に応じてスロットル開度の上限が徐々に増大する特性を含む。
【００１０】
本発明の第３の態様に係る作業車両は、第１または第２の態様の作業車両であって、第１制御部は、車速が所定の速度より大きいときには、スロットル開度の上限を設定しない。
【００１１】
本発明の第４の態様に係る作業車両は、第１から第３の態様のいずれか作業車両であって、車速を低減させるためのインチング操作部材をさらに備える。第１制御部は、インチング操作部材の使用の有無を判定する。第１制御部は、インチング操作部材の使用時には、インチング操作部材の不使用時よりもスロットル開度の上限を増大させる。
【００１２】
本発明の第５の態様に係る作業車両の制御方法は、エンジンとスロットル開度設定部と第１油圧ポンプと走行用油圧モータと第２油圧ポンプと作業機とを備える作業車両の制御方法である。スロットル開度設定部は、エンジンのスロットル開度を設定する。第１油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。走行用油圧モータは、第１油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。第２油圧ポンプは、エンジンによって駆動される。作業機は、第２油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。作業機は、バケットと、バケットを支持するブームとを有する。本態様の作業車両の制御方法は、以下のステップを備える。第１ステップでは、作業機による作業局面が判別される。第２ステップでは、判別された作業局面に応じてスロットル開度の上限が設定される。第３ステップでは、スロットル開度設定部によって設定されたスロットル開度と第２ステップにおいて設定されたスロットル開度とのうち小さい方のスロットル開度に基づいてエンジンの出力が制御される。第２ステップでは、車速に対するスロットル開度の上限を規定するスロットル上限情報に基づいてスロットル開度の上限を設定する。スロットル上限情報は、第１のスロットル上限情報と、車速に対して第１のスロットル上限情報よりも低いスロットル開度の上限を規定する第２のスロットル上限情報と、車速に対して第２のスロットル上限情報よりも低いスロットル開度の上限を規定する第３のスロットル上限情報と、を含む。作業局面が掘削作業であり、作業機が使用されていないときには、第３のスロットル上限情報に基づいてスロットル開度の上限を設定する。作業局面が掘削作業であり、作業機が使用されているときには、第２のスロットル上限情報に基づいてスロットル開度の上限を設定する。作業局面が掘削作業であると判定しても、上方へ向かって値が増大するように定義されるブームの長手方向の角度が、所定角度以上となる掻き揚げ作業時には、スロットル開度の上限の低減を行わないことを示す第１のスロットル上限情報に基づいてスロットル開度の上限を設定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の態様に係る作業車両では、作業局面に応じてスロットル開度の上限が設定される。例えば、作業局面が、作業機への負荷が大きいが走行用油圧モータへの負荷が小さい作業であるときには、エンジン回転速度が低減されても、作業車両の走行性或いは作業性への影響は少ない。このため、このような作業局面においてスロットル開度に上限を設定することにより、作業車両の走行性或いは作業性の低下を抑えながら、燃費を向上させることができる。
【００１４】
また、作業局面が掘削作業であると判定したときに、スロットル開度の上限が低減される。掘削作業中には、作業機への負荷が大きいが走行用油圧モータへの負荷が小さい。このため、掘削作業中にスロットル開度の上限を低減することにより、作業車両の走行性或いは作業性の低下を抑えながら、燃費を向上させることができる。
【００１５】
また、掘削作業中であっても、ブームの長手方向の角度が、所定角度以上であるときには、スロットル開度の上限の低減が行われない。このような作業局面では、バケットを大きく上昇させる作業が行われていることが多い。このため、掘削作業のなかでも特に大きな負荷が作業機にかかる。このため、このような作業局面ではスロットル開度の上限の低減を行わないことにより、作業性の低下を抑えることができる。
【００１６】
また、作業機の使用時には、作業機の不使用時よりもスロットル開度の上限が増大される。これにより、作業性の低下を抑えることができる。
【００１７】
本発明の第２の態様に係る作業車両では、スロットル上限情報は、車速の増大に応じてスロットル開度の上限が徐々に増大する特性を含む。このため、スロットル開度が急激に変化することが抑えられる。これにより、作業車両でのショックの発生を抑えることができる。
【００１８】
本発明の第３の態様に係る作業車両では、車速が所定の速度より大きいときには、スロットル開度の上限を設定しない。これにより、走行性の低下を抑えることができる。
【００１９】
本発明の第４の態様に係る作業車両では、インチング操作部材の使用時には、インチング操作部材の不使用時よりもスロットル開度の上限が増大される。インチング操作部材は、オペレータが、低速で作業機による作業を行いたいときに、操作される。すなわち、オペレータは、作業機のパワーを増大させるためにエンジンの出力を増大させながらも、車速を増大させずに作業を行うことを意図している。従って、インチング操作部材の使用時にスロットル開度の上限が増大されることにより、作業性の低下を抑えることができる。
【００２０】
本発明の第５の態様に係る作業車両の制御方法では、作業局面に応じてスロットル開度の上限が設定される。例えば、作業局面が、作業機への負荷が大きいが走行用油圧モータへの負荷が小さい作業であるときには、エンジン回転速度が低減されても、作業車両の走行性或いは作業性への影響は少ない。このため、このような作業局面においてスロットル開度に上限を設定することにより、作業車両の走行性或いは作業性の低下を抑えながら、燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業車両の構成を示す側面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る作業車両に搭載されたＨＳＴシステムを示す油圧回路図。
【図３】エンジンの出力トルク線の一例を示す図。
【図４】ポンプ容量−駆動回路圧特性の一例を示す図。
【図５】モータ容量−駆動回路圧特性の一例を示す図。
【図６】作業車両の車速−牽引力線図の一例を示す図。
【図７】スロットル上限マップの一例を示す図。
【図８】アクセル操作量と、設定されるスロットル開度の関係を示す図。
【図９】スロットル制限制御における判定処理を示すフローチャート。
【図１０】ブーム角度の定義を示す図。
【図１１】作業局面ごとに選択されるスロットル上限マップを示す表。
【図１２】各スロットル上限マップが選択されたときのエンジンの出力トルク線を示す図。
【図１３】従来技術におけるエンジンの出力トルク線の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係る作業車両５０について、図面を用いて説明する。図１は、作業車両５０の側面図である。作業車両５０は、ホイールローダである。作業車両５０は、車体５１と、作業機５２と、複数のタイヤ５５と、キャブ５６と、を備えている。作業機５２は、車体５１の前部に装着されている。作業機５２は、ブーム５３とバケット５４とリフトシリンダ１９とバケットシリンダ２６とを有する。ブーム５３は、バケット５４を持ち上げるための部材である。ブーム５３は、リフトシリンダ１９によって駆動される。バケット５４は、ブーム５３の先端に取り付けられている。バケット５４は、バケットシリンダ２６によってダンプおよびチルトされる。キャブ５６は、車体５１上に載置されている。
【００２３】
図２は、作業車両５０に搭載された油圧駆動機構３０の構成を示すブロック図である。油圧駆動機構３０は、主として、エンジン１、第２油圧ポンプ２、チャージポンプ３、第１油圧ポンプ４、走行用油圧モータ１０、エンジンコントローラ１２ａ、車体コントローラ１２、駆動油圧回路２０を有している。油圧駆動機構３０では、第１油圧ポンプ４がエンジン１によって駆動されることにより作動油を吐出する。走行用油圧モータ１０が、第１油圧ポンプ４から吐出された作動油によって駆動される。そして、走行用油圧モータ１０が上述したタイヤ５５を回転駆動することにより、作業車両５０が走行する。すなわち、油圧駆動機構３０では、いわゆる１ポンプ１モータのＨＳＴシステムが採用されている。
【００２４】
エンジン１は、ディーゼル式のエンジンであり、エンジン１で発生した出力トルクが、第２油圧ポンプ２、チャージポンプ３、第１油圧ポンプ４等に伝達される。油圧駆動機構３０には、エンジン１の実回転速度を検出するエンジン回転速度センサ１ａが設けられている。また、エンジン１には、燃料噴射装置１ｂが接続されている。後述するエンジンコントローラ１２ａは、設定されたスロットル開度に応じて燃料噴射装置１ｂを制御することにより、エンジン１の出力トルク（以下、「エンジントルク」と呼ぶ）と回転速度とを制御する。
【００２５】
第１油圧ポンプ４は、エンジン１によって駆動されることにより作動油を吐出する。第１油圧ポンプ４は、可変容量型の油圧ポンプである。第１油圧ポンプ４から吐出された作動油は、駆動油圧回路２０を通って走行用油圧モータ１０へと送られる。具体的には、駆動油圧回路２０は、第１駆動回路２０ａと第２駆動回路２０ｂとを有する。作動油が、第１油圧ポンプ４から第１駆動回路２０ａを介して走行用油圧モータ１０に供給されることにより、走行用油圧モータ１０が一方向（例えば、前進方向）に駆動される。作動油が、第１油圧ポンプ４から第２駆動回路２０ｂを介して走行用油圧モータ１０に供給されることにより、走行用油圧モータ１０が他方向（例えば、後進方向）に駆動される。
【００２６】
駆動油圧回路２０には、駆動回路圧検出部１７が設けられている。駆動回路圧検出部１７は、第１駆動回路２０ａ又は第２駆動回路２０ｂを介して走行用油圧モータ１０に供給される作動油の圧力（以下、「駆動回路圧」）を検出する。具体的には、駆動回路圧検出部１７は、第１駆動回路圧センサ１７ａと第２駆動回路圧センサ１７ｂとを有する。第１駆動回路圧センサ１７ａは、第１駆動回路２０ａの油圧を検出する。第２駆動回路圧センサ１７ｂは、第２駆動回路２０ｂの油圧を検出する。第１駆動回路圧センサ１７ａと第２駆動回路圧センサ１７ｂとは、検出信号を車体コントローラ１２に送る。また、第１油圧ポンプ４には、第１油圧ポンプ４の吐出方向を制御するためのＦＲ切換部５とポンプ容量制御シリンダ６とが接続されている。
【００２７】
ＦＲ切換部５は、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいてポンプ容量制御シリンダ６への作動油の供給方向を切り換える電磁制御弁である。ＦＲ切換部５は、ポンプ容量制御シリンダ６への作動油の供給方向を切り換えることにより、第１油圧ポンプ４の吐出方向を切り換える。具体的には、ＦＲ切換部５は、第１駆動回路２０ａへの吐出と第２駆動回路２０ｂへの吐出とに第１油圧ポンプ４の吐出方向を切り換える。ポンプ容量制御シリンダ６は、ポンプパイロット回路３２を介して作動油を供給されることにより駆動され、第１油圧ポンプ４の傾転角を変更する。
【００２８】
ポンプパイロット回路３２には、ポンプ容量制御部７が配置されている。ポンプ容量制御部７は、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいて制御される電磁制御弁である。ポンプ容量制御部７は、ポンプパイロット回路３２を介してポンプ容量制御シリンダ６に供給される作動油の流量を制御する。
【００２９】
ポンプパイロット回路３２は、カットオフ弁４７を介してチャージ回路３３と作動油タンクとに接続されている。カットオフ弁４７のパイロットポートは、シャトル弁４６を介して第１駆動回路２０ａと第２駆動回路２０ｂとに接続されている。シャトル弁４６は、第１駆動回路２０ａの油圧と第２駆動回路２０ｂの油圧とのうち大きい方をカットオフ弁４７のパイロットポートに導入する。これにより、カットオフ弁４７のパイロットポートには駆動回路圧が印加される。カットオフ弁４７は、駆動回路圧が所定のカットオフ圧より低いときには、チャージ回路３３とポンプパイロット回路３２とを連通させる。これにより、作動油がチャージ回路３３からポンプパイロット回路３２に供給される。カットオフ弁４７は、駆動回路圧が所定のカットオフ圧以上になると、ポンプパイロット回路３２を作動油タンクに連通させて、ポンプパイロット回路３２の作動油を作動油タンクに逃がす。これにより、ポンプパイロット回路３２の油圧が低下することにより、第１油圧ポンプ４の容量が低減され、駆動回路圧の上昇が抑えられる。
【００３０】
チャージポンプ３は、エンジン１によって駆動され、駆動油圧回路２０へと作動油を供給するためのポンプである。チャージポンプ３は、チャージ回路３３に接続されている。チャージポンプ３は、チャージ回路３３を介してポンプパイロット回路３２に作動油を供給する。チャージ回路３３は、第１チェック弁４１を介して第１駆動回路２０ａに接続されている。第１チェック弁４１は、チャージ回路３３から第１駆動回路２０ａへの作動油の流れを許容するが、第１駆動回路２０ａからチャージ回路３３への作動油の流れを規制する。また、チャージ回路３３は、第２チェック弁４２を介して第２駆動回路２０ｂに接続されている。第２チェック弁４２は、チャージ回路３３から第２駆動回路２０ｂへの作動油の流れを許容するが、第２駆動回路２０ｂからチャージ回路３３への作動油の流れを規制する。また、チャージ回路３３は、第１リリーフ弁４３を介して第１駆動回路２０ａに接続されている。第１リリーフ弁４３は、第１駆動回路２０ａの油圧が所定の圧力より大きくなったときに開かれる。チャージ回路３３は、第２リリーフ弁４４を介して第２駆動回路２０ｂに接続されている。第２リリーフ弁４４は、第２駆動回路２０ｂの油圧が所定の圧力より大きくなったときに開かれる。また、チャージ回路３３は、低圧リリーフ弁４５を介して作動油タンクに接続されている。低圧リリーフ弁４５は、チャージ回路３３の油圧が所定のリリーフ圧より大きくなったときに開かれる。これにより、駆動回路圧が所定のリリーフ圧を越えないように調整される。
【００３１】
第２油圧ポンプ２は、エンジン１によって駆動される。第２油圧ポンプ２から吐出された作動油は、作業機用油圧回路３１を介してリフトシリンダ１９に供給される。これにより、作業機５２が駆動される。また、第２油圧ポンプ２から吐出された作動油は、作業機用油圧回路３１を介してステアリングシリンダ（図示せず）に供給される。これにより、作業車両１の向きが変更される。第２油圧ポンプ２の吐出圧は、吐出圧センサ３９によって検出される。吐出圧センサ３９は、検出信号を車体コントローラ１２に送る。作業機用油圧回路３１には、作業機制御弁１８が設けられている。作業機制御弁１８は、作業機操作部材２３の操作量に応じて駆動される。作業機制御弁１８は、パイロットポートに印加されるパイロット圧に応じて、リフトシリンダ１９に供給される作動油の流量を制御する。作業機制御弁１８のパイロットポートに印加されるパイロット圧は、作業機操作部材２３のパイロット弁２３ａによって制御される。パイロット弁２３ａは、作業機操作部材２３の操作量に応じたパイロット圧を作業機制御弁１８のパイロットポートに印加する。これにより、作業機操作部材２３の操作量に応じてリフトシリンダ１９が制御される。作業機制御弁１８のパイロットポートに印加されるパイロット圧は、ＰＰＣ圧センサ２１によって検出される。また、リフトシリンダ１９に供給される作動油の圧力は、ブーム圧センサ２２によって検出される。ＰＰＣ圧センサ２１及びブーム圧センサ２２は、検出信号を車体コントローラ１２に送る。また、リフトシリンダ１９には、ブーム角度検出部３８が設けられている。ブーム角度検出部３８は、後述するブーム角度を検出する。ブーム角度検出部３８は、ブーム５３の回転角度を検出するセンサである。或いは、ブーム角度検出部３８は、リフトシリンダ１９のストローク量を検出し、ストローク量からブーム５３の回転角度が演算されてもよい。ブーム角度検出部３８は、検出信号を車体コントローラ１２に送る。なお、バケットシリンダ２６も、リフトシリンダ１９と同様に、制御弁によって制御されるが、図２においては図示を省略している。
【００３２】
走行用油圧モータ１０は、可変容量型の油圧モータである。走行用油圧モータ１０は、第１油圧ポンプ４から吐出された作動油によって駆動され、走行のための駆動力を生じさせる。走行用油圧モータ１０には、モータシリンダ１１ａと、モータ容量制御部１１ｂとが設けられている。モータシリンダ１１ａは、走行用油圧モータ１０の傾転角を変更する。モータ容量制御部１１ｂは、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいて制御される電磁制御弁である。モータ容量制御部１１ｂは、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいてモータシリンダ１１ａを制御する。モータシリンダ１１ａとモータ容量制御部１１ｂとは、モータパイロット回路３４に接続されている。モータパイロット回路３４は、チェック弁４８を介して第１駆動回路２０ａに接続されている。チェック弁４８は、第１駆動回路２０ａからモータパイロット回路３４への作動油の流れを許容するが、モータパイロット回路３４から第１駆動回路２０ａへの作動油の流れを規制する。モータパイロット回路３４は、チェック弁４９を介して第２駆動回路２０ｂに接続されている。チェック弁４９は、第２駆動回路２０ｂからモータパイロット回路３４への作動油の流れを許容するが、モータパイロット回路３４から第２駆動回路２０ｂへの作動油の流れを規制する。チェック弁４８，４９により、第１駆動回路２０ａと第２駆動回路２０ｂとのうち大きい方の油圧、すなわち駆動回路圧の作動油が、モータパイロット回路３４に供給される。モータ容量制御部１１ｂは、車体コントローラ１２からの制御信号に基づいて、モータパイロット回路３４からモータシリンダ１１ａへの作動油の供給方向および供給流量を切り換える。これにより、車体コントローラ１２は、走行用油圧モータ１０の容量を任意に変えることができる。また、走行用油圧モータ１０の最大容量や最小容量を任意に設定することができる。
【００３３】
油圧駆動機構３０には、車速センサ１６が設けられている。車速センサ１６は、車速を検出する。車速センサ１６は、車速信号を車体コントローラ１２に送る。車速センサ１６は、例えば、タイヤ駆動軸の回転速度を検出することにより、車速を検出する。
【００３４】
作業車両５０は、アクセル操作部材１３ａと、前後進切換操作部材１４と、トラクション制御選択部材１５と、インチング操作部２７とを備えている。
【００３５】
アクセル操作部材１３ａは、オペレータがスロットル開度を設定するための部材である。アクセル操作部材１３ａは、本発明のスロットル開度設定部の一例である。アクセル操作部材１３ａは、例えばアクセルペダルであり、オペレータによって操作される。アクセル操作部材１３ａは、アクセル操作量センサ１３と接続されている。アクセル操作量センサ１３は、ポテンショメータなどで構成されている。アクセル操作量センサ１３は、アクセル操作部材１３ａのアクセル操作量を示す開度信号をエンジンコントローラ１２ａへと送る。オペレータは、アクセル操作量を調整することによって、エンジン１の回転速度を制御することができる。
【００３６】
前後進切換操作部材１４は、オペレータによって操作され、前進位置と後進位置と中立位置とに切り換えられる。前後進切換操作部材１４は、前後進切換操作部材１４の位置を示す操作信号を車体コントローラ１２に送る。オペレータは、前後進切換操作部材１４を操作することによって、作業車両５０の前進と後進とを切り換えることができる。
【００３７】
トラクション制御選択部材１５は、例えばダイヤル式のスイッチである。トラクション制御選択部材１５は、オペレータによって操作され、後述するトラクション制御による最大牽引力を設定するために操作される。トラクション制御選択部材１５は、トラクション制御選択部材１５の選択位置を示す操作信号を車体コントローラ１２へ送る。
【００３８】
インチング操作部２７は、インチング操作部材２７ａとインチング操作センサ２７ｂとを有する。インチング操作部材２７ａは、オペレータによって操作される。インチング操作部材２７ａは例えばペダルである。インチング操作部材２７ａは、後述するようにインチング操作の機能と、プレーキ操作の機能とを兼ねる。インチング操作センサ２７ｂは、インチング操作部材２７ａの操作量を検出して、検出信号を車体コントローラ１２に送信する。インチング操作部材２７ａが操作されと、車体コントローラ１２は、インチング操作センサ２７ｂからの検出信号に基づいてポンプ容量制御部７を制御する。車体コントローラ１２は、インチング操作部材２７ａの操作量に応じてポンプパイロット回路３２の油圧を低下させる。インチング操作部２７は、例えば、エンジン１の回転速度を上昇させたいが走行速度の上昇は抑えたいときなどにおいて使用される。すなわち、アクセル操作部材１３ａの操作によってエンジン１の回転速度を上昇させると、ポンプパイロット回路３２の油圧も上昇する。このとき、インチング操作部材２７ａを操作することにより、ポンプパイロット回路３２の油圧の上昇を制御することができる。これにより、第１油圧ポンプ４の容量の増大を抑え、走行用油圧モータ１０の回転速度の上昇を抑えることができる。
【００３９】
また、インチング操作部材２７ａには、ブレーキ弁２８が連結されている。ブレーキ弁２８は、油圧ブレーキ装置２９への作動油の供給を制御する。インチング操作部材２７ａは油圧ブレーキ装置２９の操作部材を兼ねている。インチング操作部材２７ａの操作量が所定量に達するまではインチング操作センサ２７ｂからの検出信号に基づいて上述したインチング操作のみが行われる。そして、インチング操作部材２７ａの操作量が所定量に達すると、ブレーキ弁２８の操作が開始され、これにより油圧ブレーキ装置２９において制動力が発生する。インチング操作部材２７ａの操作量が所定量以上では、インチング操作部材２７ａの操作量に応じて油圧ブレーキ装置２９の制動力が制御される。
【００４０】
エンジンコントローラ１２ａは、ＣＰＵなどの演算装置や各種のメモリなどを有する電子制御部である。エンジンコントローラ１２ａは、本発明の第２制御部の一例である。エンジンコントローラ１２ａは、設定されたスロットル開度に応じた目標回転速度が得られるように、エンジン１を制御する。図３にエンジン１の出力トルク線を示す。エンジン１の出力トルク線は、エンジン１の回転速度と、各回転速度においてエンジン１が出力できる最大のエンジントルクの大きさとの関係を示す。図３において、実線Ｌ１００は、後述するスロットル開度の上限を設定する制御が行われていない状態（以下、「通常状態」と呼ぶ）において、アクセル操作量が１００％であるときのエンジン出力トルク線を示している。このエンジン出力トルク線は、例えばエンジン１の定格又は最大のパワー出力に相当する。なお、アクセル操作量が１００％とは、アクセル操作部材１３ａが最大に操作されている状態を意味する。また、破線Ｌ７５は、通常状態においてアクセル操作量が７５％であるときのエンジン出力トルク線を示している。エンジンコントローラ１２ａは、エンジントルクがエンジン出力トルク線以下となるようにエンジン１の出力を制御する。このエンジン１の出力の制御は、例えば、エンジン１への燃料噴射量の上限値を制御することにより行われる。
【００４１】
車体コントローラ１２は、ＣＰＵなどの演算装置や各種のメモリなどを有する電子制御部である。車体コントローラ１２は、本発明の第１制御部の一例である。車体コントローラ１２は、各検出部からの出力信号に基づいて各制御弁を電子制御することにより、第１油圧ポンプ４の容量と走行用油圧モータ１０の容量とを制御する。
【００４２】
具体的には、車体コントローラ１２は、エンジン回転速度センサ１ａが検出したエンジン回転速度に基づいて指令信号をポンプ容量制御部７に出力する。これにより、ポンプ容量と駆動回路圧との関係が規定される。図４に、ポンプ容量−駆動回路圧特性の一例を示す。ポンプ容量−駆動回路圧特性は、ポンプ容量と駆動回路圧との関係を示す。図中のＬ１１〜Ｌ１６は、エンジン回転速度に応じて変更されるポンプ容量−駆動回路圧特性を示すラインである。具体的には、車体コントローラ１２が、エンジン回転速度に基づいてポンプ容量制御部７の流量を制御することにより、ポンプ容量−駆動回路圧特性がＬ１１〜Ｌ１６に変更される。これにより、ポンプ容量がエンジン回転速度及び駆動回路圧に対応したものに制御される。
【００４３】
車体コントローラ１２は、エンジン回転速度センサ１ａおよび駆動回路圧検出部１７からの出力信号を処理して、モータ容量の指令信号をモータ容量制御部１１ｂに出力する。ここでは、車体コントローラ１２は、車体コントローラ１２に記憶されているモータ容量−駆動回路圧特性を参照して、エンジン回転速度の値と駆動回路圧の値とからモータ容量を設定する。車体コントローラ１２は、この設定したモータ容量に対応する傾転角の変更指令をモータ容量制御部１１ｂに出力する。図５に、モータ容量−駆動回路圧特性の一例を示す。図中の実線Ｌ２１は、エンジン回転速度がある値の状態における、駆動回路圧に対するモータ容量を定めたラインである。ここでのモータ容量は、走行用油圧モータ１０の傾転角に対応している。駆動回路圧がある一定の値以下の場合までは傾転角は最小（Ｍｉｎ）である。その後、駆動回路圧の上昇に伴って傾転角も次第に大きくなる（実線の傾斜部分Ｌ２２）。そして、傾転角が最大（Ｍａｘ）となった後は、駆動回路圧が上昇しても傾転角は最大傾転角Ｍａｘを維持する。傾斜部分Ｌ２２は、駆動回路圧の目標圧力を規定している。すなわち、車体コントローラ１２は、駆動回路圧が目標圧力よりも大きくなると走行用油圧モータの容量を増大させる。また、駆動回路圧が、目標圧力よりも小さくなると走行用油圧モータの容量を低減させる。目標圧力は、エンジン回転速度に応じて定められる。すなわち、図５に示す傾斜部分Ｌ２２は、エンジン回転速度の増減に応じて上下するように設定される。具体的には、傾斜部分Ｌ２２は、エンジン回転速度が低ければ、駆動回路圧がより低い状態から傾転角が大きくなり、駆動回路圧がより低い状態で最大傾転角に達するように制御される（図５における下側の破線の傾斜部分Ｌ２３参照）。反対にエンジン回転速度が高ければ、駆動回路圧がより高くなるまで最小傾転角Ｍｉｎを維持し、駆動回路圧がより高い状態で最大傾転角Ｍａｘに達するように制御される（図５における上側の破線の傾斜部分Ｌ２４参照）。これにより、図６に示すように、作業車両は、牽引力と車速とが無段階に変化して、車速ゼロから最高速度まで変速操作なく自動的に変速することができる。
【００４４】
車体コントローラ１２は、トラクション制御選択部材１５が操作されることにより、トラクション制御を実行する。トラクション制御は、走行用油圧モータ１０の最大容量を変更することによって車両の最大牽引力を複数段階に変化させる制御である。車体コントローラ１２は、トラクション制御選択部材１５の操作に応じて、走行用油圧モータ１０の最大容量を複数段階に低下させる。具体的には、図５に示すように、最大容量をＭａｘからＭａ，Ｍｂ，Ｍｃのいずれかに変更するように、車体コントローラ１２は、モータ容量制御部１１ｂに指令信号を出力する。最大容量がＭａに変更されると、車速−牽引力特性は図６のラインＬａのように変化する。このように、トラクション制御が行われていない状態の車速−牽引力特性を示すラインＬ１と比べて最大牽引力が低下する。最大容量がＭｂに変更されると、車速−牽引力特性はラインＬｂのように変化して、最大牽引力がさらに低下する。また、最大容量がＭｃに変更されると、車速−牽引力特性はラインＬｃのように変化して、さらに最大牽引力が低下する。
【００４５】
また、車体コントローラ１２は、作業機５２による作業局面を判別し、判別された作業局面に応じてスロットル開度の上限を設定する制御（以下、「スロットル制限制御」と呼ぶ）を行う。上述したエンジンコントローラ１２ａは、アクセル操作部材１３ａの操作によって設定されたスロットル開度と、車体コントローラ１２によって設定されたスロットル開度の上限とのうち小さい方のスロットル開度に基づいてエンジンの出力を制御する。以下、スロットル制限制御について詳細に説明する。
【００４６】
車体コントローラ１２は、図７に示すスロットル上限マップに基づいて、スロットル開度の上限を設定する。スロットル上限マップは、車速に対するスロットル開度の上限を規定する。スロットル上限マップは、本発明のスロットル上限情報の一例である。図７に示すように、スロットル上限マップは、第１スロットル上限マップＭａｐ１と、第２スロットル上限マップＭａｐ２と、第３スロットル上限マップＭａｐ３とを含む。第１スロットル上限マップＭａｐ１では、スロットル開度の上限は、車速に関わらずに開度Ｔｈ１で一定である。開度Ｔｈ１は、通常状態においてアクセル操作量が１００％であるときのスロットル開度と一致している。すなわち、第１スロットル上限マップＭａｐ１を選択することは、スロットル開度の上限を設定しないことを意味する。
【００４７】
第２スロットル上限マップＭａｐ２は、車速に対して第１スロットル上限マップＭａｐ１よりも低いスロットル開度の上限を規定する。第３スロットル上限マップＭａｐ３は、車速に対して第２スロットル上限マップＭａｐ２よりも、さらに低いスロットル開度の上限を規定する。第２スロットル上限マップＭａｐ２は、車速の増大に応じてスロットル開度の上限が徐々に増大する特性を含む。第３スロットル上限マップＭａｐ３は、車速の増大に応じてスロットル開度の上限が徐々に増大する特性を含む。具体的には、第２スロットル上限マップＭａｐ２において、車速がｖ１以上、ｖ２以下の範囲内で変化するときには、車速の増大に応じてスロットル開度が増大する。また、第３スロットル上限マップＭａｐ３において、車速がｖ１以上、ｖ２以下の範囲内で変化するときには、車速の増大に応じてスロットル開度が増大する。
【００４８】
第２スロットル上限マップＭａｐ２において、車速がｖ１より小さいときには、スロットル開度は、開度Ｔｈ２で一定である。第３スロットル上限マップＭａｐ３において、車速がｖ１より小さいときには、スロットル開度は、開度Ｔｈ３で一定である。開度Ｔｈ３は、開度Ｔｈ２よりも小さい。図８（ａ）は、車速がｖ１より小さい低速走行時におけるアクセル操作量と、設定されるスロットル開度との関係を示している。図８（ａ）において、Ｌｖ１は、低速走行中に第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択されているときのアクセル操作量と、設定されるスロットル開度との関係を示す。Ｌｖ２は、低速走行中に第２スロットル上限マップＭａｐ２が選択されているときのアクセル操作量と、設定されるスロットル開度との関係を示す。Ｌｖ３は、低速走行中に第３スロットル上限マップＭａｐ３が選択されているときのアクセル操作量と、設定されるスロットル開度との関係を示す。図８（ａ）に示すように、アクセル操作量の増大に応じて、スロットル開度が大きな値に設定される。ただし、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択されているときには、開度Ｔｈ１がスロットル開度の上限となる。第２スロットル上限マップＭａｐ２が選択されているときには、開度Ｔｈ２がスロットル開度の上限となる。第３スロットル上限マップＭａｐ３が選択されているときには、開度Ｔｈ３がスロットル開度の上限となる。
【００４９】
図７に示すように、第２スロットル上限マップＭａｐ２において、車速がｖ２より大きいときには、スロットル開度は開度Ｔｈ１で一定である。第３スロットル上限マップＭａｐ３においても、車速がｖ２より大きいときには、スロットル開度は、開度Ｔｈ１で一定である。すなわち、車体コントローラ１２は、第２スロットル上限マップＭａｐ２又は第３スロットル上限マップＭａｐ３が選択されていても、車速がｖ２より大きいときには、スロットル開度の上限を設定しない。図８（ｂ）は、車速がｖ２より大きい高速走行時におけるアクセル操作量と、設定されるスロットル開度との関係を示している。図８（ｂ）において、Ｈｖ１は、高速走行中に第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択されたときのアクセル操作量と、設定されるスロットル開度との関係を示す。Ｈｖ２は、高速走行中に第２スロットル上限マップＭａｐ２が選択されたときのアクセル操作量と、設定されるスロットル開度との関係を示す。Ｈｖ３は、高速走行中に第３スロットル上限マップＭａｐ３が選択されたときのアクセル操作量と、設定されるスロットル開度との関係を示す。図８（ｂ）に示すように、第１〜第３スロットル上限マップＭａｐ３のいずれが選択されても、アクセル操作量に応じたスロットル開度が設定される。そして、開度Ｔｈ１がスロットル開度の上限となる。
【００５０】
次に、スロットル制限制御における第１〜第３スロットル上限マップＭａｐ１−Ｍａｐ３の選択条件について説明する。図９は、スロットル制限制御における判定処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１において、トラクション制御の実行の有無が判定される。車体コントローラ１２は、トラクション制御選択部材１５からの操作信号に基づいて、トラクション制御の実行の有無を判定する。トラクション制御が実行されていないときには、ステップＳ６において、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択される。トラクション制御が実行されているときには、ステップＳ２に進む。
【００５１】
ステップＳ２では、掘削フラグが“ＯＮ”であるか否かが判定される。掘削フラグが“ＯＮ”であるとは、作業局面が掘削である状態を意味する。具体的には、以下の条件１−１又は条件１−２を満たし、且つ、条件１−３、且つ、条件１−４を満たすときに、掘削フラグが“ＯＮ”に設定される。
【００５２】
条件１−１は、ブーム角度が所定の角度閾値以上、且つ、０度より小さい場合で、所定の基準ブームボトム圧より低いブームボトム圧が所定時間以上連続して検出されることである。ブーム角度は、図１０に示すように、側面視において、水平方向を０度として、ブームピン５７とバケットピン５８とを結ぶ線と、水平方向との間のなす角θである。水平方向よりも下方の角度は、マイナスの値であり、水平方向よりも上方の角度は、プラスの値であるものとする。ブーム角度は、上方に向かって増大するように定義される。所定の角度閾値は、作業機５２が地上に位置している状態でのブーム角度に相当する。ブームボトム圧は、ブーム圧センサ２２によって検出される。所定の基準ブームボトム圧は、ブーム角度に対して規定されており、ブーム角度の増大に応じて基準ブームボトム圧も概ね増大する。所定時間は、例えば１秒など極短い時間が設定される。
【００５３】
条件１−２は、ブーム角度が０度以上の場合で、ブーム角度が０度の時の基準ブームボトム圧よりも低いブームボトム圧が所定時間以上連続で検出されることである。所定時間は、例えば１秒など極短い時間が設定される。
【００５４】
条件１−３は、ブームボトム圧が、所定のブームボトム圧閾値以上であることである。所定のブームボトム圧閾値は、作業機５２が地上に位置している状態でのブームボトム圧に相当する。
【００５５】
条件１−４は、ブーム角度が所定のブーム角度閾値以下であることである。ブーム角度閾値は、０度より小さく、掘削作業を行っているときに取りうる値が設定される。
【００５６】
ステップＳ２において、掘削フラグが“ＯＮ”であると判定されると、ステップＳ３に進む。なお、以下の条件１−１’又は条件１−２’を満たすときには、掘削フラグが“ＯＦＦ”に設定される。
【００５７】
条件１−１’は、ブームボトム圧低下フラグが“ＯＮ”であることである。ブームボトム圧低下フラグは、上述した条件１−１又は条件１−２を満たすときに“ＯＮ”に設定される。
【００５８】
条件１−２’は、前後進切換操作部材１４が前進位置以外であること、すなわち、後進位置または中立位置であることである。
【００５９】
ステップＳ３では、掻き揚げフラグが“ＯＮ”であるか否かが判定される。掻き揚げフラグが“ＯＮ”であるとは、掻き揚げが行われていることを意味する。具体的には、以下の条件２−１且つ条件２−２を満たすときに、掻き揚げフラグが“ＯＮ”に設定される。
【００６０】
条件２−１は、上述した掘削フラグが“ＯＮ”であることである。
【００６１】
条件２−２は、ブーム角度が上述した所定のブーム角度閾値より大きいことである。
【００６２】
ステップＳ３において、掻き揚げフラグが“ＯＮ”であると判定されると、ステップＳ７において、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択される。ステップＳ３において、掻き揚げフラグが“ＯＮ”ではないと判定されると、ステップＳ４に進む。
【００６３】
ステップＳ４では、作業機・インチング判定が“ＯＮ”であるか否かが判定される。作業機・インチング判定が“ＯＮ”であるとは、作業機５２又はインチング機能が使用されていることを意味する。具体的には、以下の条件３−１又は条件３−２又は条件３−３を満たすときに、作業機・インチング判定が“ＯＮ”に設定される。
【００６４】
条件３−１は、第２油圧ポンプの吐出圧が、所定の第１吐出圧閾値より大きいことである。所定の第１吐出圧閾値は、作業機５２又はステアリングシリンダ（図示せず）が使用されているときに取りうる値が設定される。
【００６５】
条件３−２は、ブーム上げPPC圧が所定の第１パイロット圧閾値より大きいことである。ブーム上げPPC圧は、ブーム５３を上昇させるための操作（以下、「ブーム上げ操作」と呼ぶ）を行った際に、作業機操作部材２３から出力されるパイロット圧である。所定の第１パイロット圧閾値は、作業機操作部材２３がブーム上げ操作を受けているときに取りうる値が設定される。
【００６６】
条件３−３は、インチング操作部材２７ａの操作量が所定の第１インチング操作閾値よりも大きいことである。所定の第１インチング操作閾値は、インチング操作部材２７ａが操作されているときに取りうる値が設定される。
【００６７】
ステップＳ４において、作業機・インチング判定が“ＯＮ”であると判定されると、ステップＳ８において、第２スロットル上限マップＭａｐ２が選択される。ステップＳ４において、作業機・インチング判定が“ＯＮ”ではないと判定されると、ステップＳ９において、第３スロットル上限マップＭａｐ３が選択される。
【００６８】
なお、作業機・インチング判定は、以下の条件３−１’且つ条件３−２’且つ条件３−３’を満たすときに、“ＯＦＦ”に設定される。
【００６９】
条件３−１’は、第２油圧ポンプの吐出圧が、所定の第２吐出圧閾値より小さいことである。所定の第２吐出圧閾値は、第１吐出圧閾値よりも小さい。所定の第２吐出圧閾値は、作業機５２又はステアリングシリンダ（図示せず）が使用されていないと見なせる値が設定される。
【００７０】
条件３−２’は、ブーム上げPPC圧が所定の第２パイロット圧閾値より小さいことである。所定の第２パイロット圧閾値は、第１パイロット圧閾値よりも小さい。所定の第２パイロット圧閾値は、作業機操作部材２３がブーム上げ操作を受けていないと見なせる値が設定される。すなわち、ブーム上げPPC圧が０ではなくても、作業機操作部材２３がブーム上げ操作を受けていないと見なせる程度に小さな値であれば、条件３−２’を満たすと判定される。
【００７１】
条件３−３’は、インチング操作部材２７ａの操作量が所定の第２インチング操作閾値よりも小さいことである。所定の第２インチング操作閾値は、インチング操作部材２７ａが操作されていないと見なせる値が設定される。すなわち、インチング操作部材２７ａの操作量が０ではなくても、インチング操作部材２７ａが操作されていないと見なせる程度に小さな値であれば、条件３−３’を満たすと判定される。
【００７２】
ステップＳ２において、掘削フラグが“ＯＮ”ではないと判定されたときには、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、ステップＳ４と同様に、作業機・インチング判定が“ＯＮ”であるか否かが判定される。作業機・インチング判定が“ＯＮ”であると判定されると、ステップＳ６において第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択される。作業機・インチング判定が“ＯＮ”ではないと判定されると、ステップＳ１０において第２スロットル上限マップＭａｐ２が選択される。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態に係る作業車両５０では、現在の作業局面に応じて適切なスロットル上限マップが選択される。図１１は、作業局面ごとに選択されるスロットル上限マップを示す表である。図１１に示すように、トラクション制御が実行されていないときには、作業局面が掘削か掘削以外の作業かによって、選択されるスロットル上限マップが異なる。作業機又はインチング機能の使用状況が同じであれば、作業局面が掘削であるときには、作業局面が掘削以外であるときよりも、スロットル開度の上限が小さなスロットル上限マップが選択される。従って、作業局面が掘削であるときには、作業局面が掘削以外であるときよりも、スロットル開度の上限が低減される。これにより、エンジン１の出力が抑えられる。図１２は、各スロットル上限マップＭａｐ１−Ｍａｐ３が選択されたときのエンジン１の出力トルク線を示している。具体的には、図１２（ａ）は、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択されたときのエンジン１の出力トルク線を示している。図１２（ｂ）は、第２スロットル上限マップＭａｐ２が選択されたときのエンジン１の出力トルク線を示している。図１２（ｃ）は、第３スロットル上限マップＭａｐ３が選択されたときのエンジン１の出力トルク線を示している。図１２に示すように、第２スロットル上限マップＭａｐ２が選択されたときのエンジン回転速度の最大値Nmax2は、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択されたときの最大値Nmax1よりも小さくなっている。また、第３スロットル上限マップＭａｐ３が選択されたときのエンジン回転速度の最大値Nmax3は、第２スロットル上限マップＭａｐ２が選択されたときの最大値Nmax2よりも小さくなっている。このように、エンジンの出力が抑えられることにより、エンジン燃費を向上させることができる。また、作業局面が掘削であるときには、走行用油圧モータ１０には大きな流量は必要ではない。このため、スロットル開度の上限が低減されても、走行性に与える影響は少ない。また、上述したように、第２スロットル上限マップＭａｐ２と第３スロットル上限マップＭａｐ３とは、車速の増大に応じてスロットル開度の上限が徐々に増大する特性を含む。このため、スロットル開度が急激に変化することが抑えられる。これにより、作業車両でのショックの発生を抑えることができる。さらに、第２スロットル上限マップＭａｐ２及び第３スロットル上限マップＭａｐ３では、車速が所定の速度ｖ２より大きいときには、スロットル開度の上限はTh1で一定である。すなわち、車体コントローラ１２は、車速が所定の速度ｖ２より大きいときには、スロットル開度の上限を設定しない。これにより、高速走行時において走行性の低下を抑えることができる。
【００７４】
作業局面が同じであれば、作業機５２又はインチング機能の使用時には、作業機５２又はインチング機能の不使用時よりもスロットル開度の上限が大きなスロットル上限マップが選択される。従って、作業機５２又はインチング機能の使用時には、作業機５２又はインチング機能の不使用時よりもスロットル開度の上限が増大される。このため、作業性の低下が抑えられる。
【００７５】
掻き揚げ作業時には、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択される。すなわち、掻き揚げ作業時には、スロットル開度の上限は設定されない。掻き揚げ作業時には、リフトシリンダ１９に大きな負荷がかかる。このため、掻き揚げ作業時には、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択されることにより、作業性の低下が抑えられる。
【００７６】
トラクション制御が実行されていないときには、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択される。すなわち、トラクション制御が実行されていないときには、スロットル開度の上限は設定されない。オペレータは、大きな牽引力を必要とする作業を行うときには、通常、トラクション制御をＯＦＦにする。従って、トラクション制御が実行されていないときに、第１スロットル上限マップＭａｐ１が選択されることにより、作業性の低下を抑えることができる。
【００７７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００７８】
上記の実施形態では、本発明が適用される作業車両として、ホイールローダを例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＨＳＴを搭載した他の作業車両に対して、本発明を適用することができる。
【００７９】
上記の実施形態では、１つの油圧ポンプと走行用油圧モータ１０を含む１ポンプ１モータのＨＳＴシステムを搭載した作業車両５０を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、１つの第１油圧ポンプと２つの走行用油圧モータを含む、１ポンプ２モータのＨＳＴシステムを搭載した作業車両に対して、本発明を適用してもよい。
【００８０】
上記の実施形態では、作業局面が掘削であるときにスロットル開度の上限が低減される。しかし、作業局面が掘削以外の所定の作業であるときにスロットル開度の上限が低減されてもよい。所定の作業としては、走行用油圧モータへの負荷が小さい作業であることが好ましい。
【００８１】
上記の実施形態では、インチング操作部材２７ａは、ブレーキペダルを兼ねている。しかし、ブレーキペダルとは別の部材としてインチング操作部材が設けられてもよい。
【００８２】
上記の実施形態では、スロットル上限マップが、スロットル上限情報として用いられている。しかし、スロットル上限情報は、マップに限らず、テーブル或いは演算式などの他の方式であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明によれば、作業車両の走行性或いは作業性の低下を抑えながら、燃費を向上させることができる作業車両及び作業車両の制御方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１      エンジン
２      第２油圧ポンプ
４      第１油圧ポンプ
１０    走行用油圧モータ
１２    車体コントローラ
１２ａ  エンジンコントローラ
１３ａ  アクセル操作部材
２７ａ  インチング操作部材
５０    作業車両
５２    作業機
５３    ブーム
５４    バケット